电梯控制系统抗干扰分析与措施探讨

电梯控制系统抗干扰分析与措施探讨
本文探讨了电磁干扰的基本理论，分析了电磁干扰对电梯控制系统的影响，总结了电梯控制系统的抗干扰技术措施，以期为相关工作者提供参考。

标签：电梯控制系统;电磁干扰;抗干扰技术
0 引言
电梯工作环境的特殊性导致在其运行过程中会受到诸多因素干扰，如供电系统电源、电磁干扰等。

电源若不能纯正弦波而是带有噪声成分的各种次谐波就容易对电梯控制系统造成影响，进而影响电梯的正常运行。

基于此，为确保电梯使用的安全可靠性，必须对电梯控制系统的干扰因素进行深入研究，并提出相应的抗干扰措施。

1 电磁干扰基本理论
1.1 电磁兼容性
电磁兼容性指的是电气控制系统或设备在电磁环境中可以不被干扰而能正常运行，同时还不会对其他设备及系统造成影响。

即电磁的兼容性包含两方面内容：（1）在系统及其设备运行中对电磁环境具有一定的抗干扰能力，（2）同时还能确保在系统及其设备正常运行过程中不会对其他系统及其设备产生电磁影响。

1.2 造成干扰因素分析
对电气系统及其电气设备产生干扰的因素众多，其中各种元器件、设备、信号、电网谐波、变频器、电源、电机等设备都会通过导线敏感器通道或媒介传播到信号中而形成干扰源，从而对电气系统及其设备产生不利影响。

2 电梯控制系统中电磁干扰分析
在电梯控制系统的干扰因素中，电磁因素干扰是最主要因素。

此外，导致电磁干扰的因素有很多，包括电梯控制系统传输通道、电磁干扰源和敏感设备等，其中电磁干扰源可以产生使不带任何信息的和任何信号没有关联的电磁现象，也可以是电磁噪声，也可以是其他信号，或产生于电压变化中，或产生于电流的变化中。

电梯控制系统之所以会受到电磁干扰，一方面是受系统内部设备影响，另一方面是受来自于系统外部设备的影响，即系统内外设备都会对系统造成一定干扰。

其中控制系统内部干扰源主要为印制板电路中的集成芯片和电子元器件，当脉冲电流穿过电路时可能会向外发射电磁波从而对附近的电气设备产生電磁干扰。

而系统外部的通讯设备、电子设备等也可能会互相产生电磁干扰，导致电力系统出现串联谐振，从而影响设备及其系统的正常运行[1]。

电磁干扰可以根据传播的差异分成辐射性干扰和传导性干扰两种，其中辐射性干扰指的是电磁波将
信号耦合到另一个电路网络中，比如电子元器件的信号线、集成电路的引脚、各种接插接件等，其本身可以发射电磁波而对其他系统或其他设备产生影响。

传导性干扰指的是导体传播引起的干扰，即一个电路网络上的信号干扰到另外一个电路网络信号中。

3 电梯控制系统抗干扰技术措施
3.1 隔离技术
隔离技术指的是用隔离元器件来阻断噪声和电磁干扰信号的传播路径，在电梯控制系统中采用隔离技术包括磁电隔离、光电隔离和机电隔离等。

控制系统分布在控制柜、井道和轿厢中，因为控制信号传输与线路连接距离较远，所以容易受到电磁干扰，为此应对各个单元中的线路连接、信号传输和电源传输等设备采用屏蔽隔离的措施，其可起到抑制噪音的作用，进而提高设备的电磁兼容性。

在安装这些设备时远离控制系统可有效降低干扰，另外应尽量避免低压电线电缆和信号线接触，若出现干扰电缆交叉情况可采取架空或线套管的隔离措施来降低电磁干扰。

在屏蔽干扰技术措施中，对电磁干扰源进行屏蔽是最直接最有效的措施，所以在安装电梯时应尽量使用屏蔽线，实现主控电路和控制电路的分离，将其设置在不同的线槽中，采用可靠接地，使用可靠屏蔽电缆[2]。

3.2 滤波技术
滤波技术指的是采用滤波器将信号线和电源线隔离开，在电梯控制系统中一般使用电磁干扰滤波器对干扰元素进行抑制，可有效抑制系统内外部的传导性干扰。

电源线是电磁干扰传入传出设备的主要通道，利用电源线可将干扰源传入设备进而对设备产生干扰，为避免以上情况的出现，可在电梯控制系统的电源输入端上串联电磁干扰滤波器来阻隔外界干扰，在电源输入端和开关电源等电源部分，实现与各个控制电路板电源电路的串联，有效防止系统内部的电磁干扰。

滤波器的设计、其工作条件、安装条件等会影响其对电磁干扰的程度，考虑到不仅可以通过电源线传导传输电磁干扰对系统内部产生影响，而且还会将电磁干扰辐射出去对系统外其他设备产生影响，为此在安装电磁干扰滤波器时应对没有滤波线和有滤波线进行分离，滤波电缆尽可能地远离不滤波电缆，以此避免干扰现象。

其次要求滤波器接地线尽量短，且在布线时应注意在电缆端口空出滤波器的安装控件，避免将电缆直接安装在地线上。

此外要求滤波器安装在电源入口的位置来缩短输入线长度，降低对控制柜内其他元器件的影响。

控制滤波器的输入输出线距离，确保两者之间不存在干扰，使用双绞线连接。

同时要求确保滤波器金属外壳和控制柜良好接触，以及金属机壳大面积接地[3]。

3.3 接地技术
接地的主要目的是为了确保设备运行的安全和人身安全，避免因为雷电和漏电等原因对设备和人造成威胁。

良好的接地可在很大程度上抑制系统内部电磁干扰，不合理的接地反而会导致电磁干扰的引入，从而引起设备的运行异常。

本文所讨论的是抗干扰用的电磁干扰接地，只有接地正确才能减少电磁干扰的影响，
对于抗干扰用的接地要求在高频时具有较低的高频阻抗。

首先对于电路板中的信号地，低频电路应该遵循一点接地的原则，考虑到多点接地会出现闭合地接地环路，而在低频穿过该环路时会出现磁感应噪音从而导致电位差的出现进而引起干扰，因此采用一点接地方式。

高频电路则应采用多点接地的形式，这可以有效降低阻抗、减少分布电容带来的影响，具体接地操作是用一导电平面为基准地然后将接地的各个部分接到该基准地上，因为导电平面高频阻抗较低，因此各点的基准电位接近，为降低接地压降，一般使用旁路电容等措施来减少返回电流幅值和前沿陡度。

在混合电路中，应结合回路的不同而使用相应的接地形式，高频回路依旧使用多点接地，并结合放射式接地将不同的回路接到相同的基准点上，而低频回路和功率回路则分别连接各自的接地母线。

此外对于屏蔽节点而言，低频电缆要求单点接地，在输出端接地或在输入信号源端接地。

高频电缆则多点接地来确保屏蔽层上的地电位，屏蔽层上的外加干扰信号应该直接连接到机壳入口，以免屏蔽层将外加干扰带入到控制柜内信号电路上。

3.4 軟件抗干扰技术
在软件抗干扰方面，首先可采用自检程序对回路进行检查，即电梯控制系统运行之前先对控制柜进行自检，检查各个端口的状态和电梯的软硬件是否形成了安全回路，检查电梯的位置，及时发现故障并分析故障类型，然后采取相应的处理措施。

在恢复正常运行之后采用监测软件进行软硬件安全回路的监测，确保电梯运行安全。

其次，可利用陷阱技术，即在非程序区域设置一些陷阱程序，避免在电梯运行时出现故障而导致乱序的出现，使程序被强制恢复到正常状态。

此外，可采用冗余技术，多次重复输入信息来提高信息的可靠性，并重新初始化强制恢复正常。

也可对中断源进行检查，避免出现干扰引起误中断，重要的指令应重复多写，这样才能在某一个程序被干扰以后其他的程序还能正常运行。

4结语
综上所述，电梯控制系统在运行中系统及其电气设备容易受到内外部干扰因素的影响，进而引起设备或系统运行故障，为确保运行的安全可靠性，必须加强对设备干扰影响的研究。

实践证明，将上述几种抗干扰技术结合起来，可起到更好的防止电磁干扰的作用。

参考文献
[1] 符译丹，董恒.基于手机APP控制的电梯永磁同步电动机智能控制系统设计[J].价值工程，2020（9）：212-213.
[2] 杨爽.电梯一体化控制系统的设计与应用[J].价值工程，2016（10）：131-133.
[3] 王晓勇.电梯控制系统抗干扰分析与措施[J].价值工程，2020（2）：268-269.
Abstract：This paper discusses the basic theory of electromagnetic interference，the influence of electromagnetic interference on elevator control system is analyzed，the anti-interference technical measures of elevator control system are summarized，
in order to provide reference for related workers.
Keywords：elevator control system; electromagnetic interference; anti jamming technology。