從事無(wú)線領(lǐng)域20多年，平時(shí)被問到最多的問題便是：“無(wú)線通訊設(shè)備穩(wěn)定不穩(wěn)定？”
這個(gè)問題若是被工廠的技術(shù)人員提出的話，99%的人都希望得到一個(gè)關(guān)于無(wú)線產(chǎn)品可靠性的答案。如果單從技術(shù)層面來說明，由實(shí)驗(yàn)室出具的產(chǎn)品可靠性數(shù)據(jù)分析報(bào)告就可回答這個(gè)問題。但這些數(shù)據(jù)對(duì)于實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)狀況來說，實(shí)驗(yàn)室環(huán)境還是太純粹了些。這種報(bào)告數(shù)據(jù)并不能提供給我們足夠的信心去嘗試和使用無(wú)線通訊設(shè)備。若是站在一個(gè)無(wú)線通訊從業(yè)者的角度來講，無(wú)線通訊受干擾因素遠(yuǎn)比有線通訊方式要不可控太多。但隨著無(wú)線通訊技術(shù)的提高和現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，我們發(fā)現(xiàn)的影響無(wú)線傳輸?shù)母蓴_因素越多，那么無(wú)線通訊設(shè)備的可靠性也將成正比例提升。也就是需要給產(chǎn)品可靠性實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)加一個(gè)使用壽命的參考以及一個(gè)專門應(yīng)對(duì)不可控事件發(fā)生的經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)團(tuán)隊(duì)。
因此要將無(wú)線通訊產(chǎn)品做到穩(wěn)定可靠，可以得出以下公式：
無(wú)線產(chǎn)品可靠性= 可靠性測(cè)試數(shù)據(jù)+平均使用壽命+技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)
3.電磁噪聲干擾解決方法：
電磁干擾的三要素是干擾源、敏感源和耦合路徑，這三要素缺少一個(gè)，電磁干擾問題都不會(huì)存在。因此要從這三要素入手，找出最方便的解決方法，一般干擾源和敏感源是屬于不可控因素，只能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和對(duì)于工廠環(huán)境的了解給出一些有效的解決方法。需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況來給出具體的解決方法，后期進(jìn)行改造的可能性更多一些。因此，解決電磁干擾的方法，通常是從耦合路徑上著手，這也是最常用的方法，如通過加屏蔽、加濾波等手段。
解決方法：
第一種，箱體結(jié)構(gòu)，可以有效屏蔽外界電磁干擾。
第二種，短波加密的無(wú)線傳輸技術(shù)，達(dá)泰電子的軟件專利技術(shù)，從傳輸方式上盡可能避免被干擾的可能性。
第三種，設(shè)備設(shè)計(jì)做避雷考慮，避免終端設(shè)備的損毀，終端外部箱體有效屏蔽了外部電磁場(chǎng)對(duì)終端內(nèi)部電路的影響。
以上三種方式可以同時(shí)使用來降低電磁干擾。
4.人為干擾的解決方法：
將無(wú)線通訊終端做成一個(gè)裝置，也就是箱體結(jié)構(gòu)。無(wú)線設(shè)備起到的不僅僅是傳輸效果，也包含了數(shù)據(jù)處理能力，自己可以形成一套完整且獨(dú)立的系統(tǒng)。外部電路與無(wú)線通訊裝置均采用了完善的隔離電路，保證將外部電路包括容性、感性的干擾到對(duì)終端內(nèi)部電路的運(yùn)行降到最低。
一、產(chǎn)生干擾的因素
企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)過程中，無(wú)論是外接電路、氣候條件、環(huán)境電磁場(chǎng)或是人為干擾在產(chǎn)品不進(jìn)行有效處理的情況下都會(huì)嚴(yán)重影響到所有電子儀器的傳輸數(shù)據(jù)精度以及產(chǎn)品內(nèi)部的運(yùn)行穩(wěn)定性，這些因素主要分為以下幾類：
1.地環(huán)流干擾
在工業(yè)生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)監(jiān)視和控制需要用到各種自動(dòng)化儀表、控制系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它們之間的信號(hào)傳輸既有微弱到毫伏級(jí)、微安級(jí)的小信號(hào)，又有幾十伏，甚至數(shù)千伏、數(shù)百安培的大信號(hào):既有低頻直流信號(hào)，也有高頻脈沖信號(hào)等等，構(gòu)成系統(tǒng)后往往發(fā)現(xiàn)在儀表和設(shè)備之間信號(hào)傳輸互相干擾，造成系統(tǒng)不穩(wěn)定甚至誤操作。
出現(xiàn)這種情況除了每個(gè)儀表、設(shè)備本身的性能原因如抗電磁干擾影響外，還有一個(gè)十分重要的因素就是由于儀表和設(shè)備之間的信號(hào)參考點(diǎn)之間存在電勢(shì)差也就是我們常說的系統(tǒng)接地問題!因而形成“接地環(huán)路”造成信號(hào)傳輸過程中失真。例如為了安全，機(jī)殼需要接大地:為了使電路正常工作，系統(tǒng)需要有公共參考點(diǎn);為了抑制干擾而加的屏蔽罩，屏蔽罩也需要接地。由于儀表和設(shè)備之間的參考點(diǎn)之間存在電勢(shì)差(也就是各設(shè)備的共地點(diǎn)不同)因而形成“地環(huán)流”、“接地環(huán)流”問題。因此，要保證系統(tǒng)穩(wěn)定和可靠的運(yùn)行，“接地環(huán)路”問題是在系統(tǒng)信號(hào)處理過程中必須解決的問題。
2.環(huán)境干擾
工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)條件大多不符合精密儀器的運(yùn)行條件，比如無(wú)線終端的安裝地點(diǎn)大多在戶外、粉塵較多的車間、存在機(jī)械振動(dòng)的大型機(jī)械上等，這些工作環(huán)境對(duì)于電子產(chǎn)品的運(yùn)行穩(wěn)定性和使用壽命提出了嚴(yán)苛的考驗(yàn)。因此如何讓精密儀器適應(yīng)惡劣環(huán)境工作，一直是工業(yè)級(jí)無(wú)線通訊產(chǎn)品在技術(shù)上希望不斷完善的地方。“無(wú)線”不再會(huì)因?yàn)榉�(wěn)定性而被不斷質(zhì)疑，能夠讓用戶體驗(yàn)一次投入、運(yùn)行穩(wěn)定、無(wú)需維護(hù)并長(zhǎng)期使用的特點(diǎn)。
3.電磁噪聲干擾
自然界充滿了各種來源和各種頻段的電磁波，會(huì)影響儀器儀表的使用和無(wú)線通信的信息傳輸，因此分析電磁波特性和解決方式很有必要。宇宙噪音是電離輻射產(chǎn)生的，在一天中不斷變化，噪聲起源于地球大氣層外的銀河系中心部分以及太陽(yáng)噪音，太陽(yáng)噪音則隨著太陽(yáng)活動(dòng)情況而劇烈變化。雷電是種主要的自然干擾源，雷電產(chǎn)生的干擾可以傳輸?shù)綌?shù)千公里以外的地方。雷電干擾的時(shí)域波形是疊加在一串隨機(jī)脈沖背景上的一個(gè)大尖峰脈沖。電磁噪聲主要會(huì)對(duì)通訊產(chǎn)生干擾，而雷屯能量尖蜂脈沖更可以對(duì)很多設(shè)備造成損壞，因此無(wú)線終端需要有效避免噪聲對(duì)設(shè)備產(chǎn)生干擾和損壞設(shè)備的可能性，以盡可能避免用戶的損失。
4.人為干擾
人為產(chǎn)生的電磁干擾根本原因是導(dǎo)體中有電壓或電流的變化，即較大dv/dt或di/dt。dv/dt或di/dt能夠使導(dǎo)體產(chǎn)生電磁波輻射。一方面，人們可以利用這一特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)特定功能，例如，無(wú)線通信、雷達(dá)或其他功能，另方面，電子設(shè)備在工作時(shí)，由于導(dǎo)體中的dv/dt 或di/at會(huì)產(chǎn)生伴隨電磁輻射。無(wú)論主觀上出于什么目的，客觀上對(duì)電磁環(huán)境造成了污染。還有工廠企業(yè)在生產(chǎn)過程中會(huì)經(jīng)常有一些大型的設(shè)備(電機(jī)、變頻器)頻繁開關(guān)，他們也會(huì)造成一些容性、感性的干擾，也將影響儀器儀表正常顯示或采集。凡是有電壓電流突變的場(chǎng)合，肯定會(huì)有電磁干擾存在。數(shù)字脈沖電路就是一種典型的十?dāng)_源，隨著電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，電磁污染情況會(huì)越來越嚴(yán)重。
二、干擾源處理方式：
基于以上所提出的干擾問題，我們總結(jié)了如下幾點(diǎn)的解決方法和處理意見。通過實(shí)際測(cè)驗(yàn)，可以有效的解決在一些工業(yè)場(chǎng)合中無(wú)線通訊設(shè)備所遇到的一部分干擾問題。
1.地環(huán)流處理方法：
處理環(huán)流最常見也最為麻煩，解決“接地環(huán)路”的方法根據(jù)理論和實(shí)踐分析，有三種解決方案:
(1)第一種方法;所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備不接地，使所有過程環(huán)路只有一個(gè)接地點(diǎn)，不能形成回路，這種方法看似簡(jiǎn)單，但實(shí)際應(yīng)用中往往很難實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槟承┰O(shè)備要求必須接地才能保證測(cè)量精度或人身安全，某些設(shè)備可能因?yàn)殚L(zhǎng)期遭到腐蝕和磨損后或氣候影響而形成新的接地點(diǎn)，因此不采用此方式。
(2)第二種方法:使兩接地點(diǎn)的電勢(shì)相同，但由于接地的電阻受地質(zhì)條件及氣候變化眾多因素的影響，這種方法在其實(shí)在實(shí)際中也無(wú)法完全能做到，不采用此方式。
(3)第三種方法:在各個(gè)過程環(huán)節(jié)中使用信號(hào)隔離器，斷開過程環(huán)路，同時(shí)又不影響過程信號(hào)的正常傳輸，從而徹底解決地環(huán)路的問題。
采用信號(hào)隔離器的優(yōu)越性
在各個(gè)過程環(huán)路中使用信號(hào)隔離器辦法可以用DCS或PLC等隔離卡件或者現(xiàn)場(chǎng)帶的隔離的變送器(部分設(shè)備可以做到)，也可以用信號(hào)隔離器來實(shí)現(xiàn)。比較起來，用信號(hào)隔離器有以下優(yōu)點(diǎn):
絕大部分情況，采用信號(hào)隔離器非隔離卡件比采用隔離卡件性價(jià)比更高；
信號(hào)隔離器比隔離卡件在隔離能力、抗電磁干擾等方面性能更加優(yōu)越；
信號(hào)隔離器應(yīng)用靈活，而且它還有信號(hào)轉(zhuǎn)換和信號(hào)分配及接口轉(zhuǎn)換等功能，使用起來更加方便；
信號(hào)隔離器通常有單通道、雙通道、通道間相互完全獨(dú)立、構(gòu)成系統(tǒng)的配置，日常維護(hù)更加方便。
2. 氣候干擾的解決方法：
終端箱體封閉設(shè)計(jì)，盡可能地隔離外界環(huán)境，使得內(nèi)部?jī)x器處于穩(wěn)定的工作環(huán)境。這里DTD所有Y系無(wú)線設(shè)備皆采用IP55等級(jí)以上的終端箱以及IP68的外置天線來規(guī)避氣候所造成的干擾問題。[ 此帖被用心回復(fù)在2019-11-14 14:56重新編輯 ]
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