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电弧炉电极升降工业控制微机抗干扰的应用
[2004-1-21]来源:《冶金自动化》 作者:不详 人气:
    1993年以来,长城特殊钢公司第四钢厂炼钢分厂相继在4台30t电炉上成功改造应用了电极升降调节用工业微机。该8位微型计算机系统由CPU模板、接口板、输入板、输出板、开关电源,显示板的微机柜和信号变送器、开关指令元件、隔离变压器、稳压电源的分离元件相组成。
    在实际运行中发现,干扰造成的故障出现在微机柜内接口板74LS147编码器芯片和输出板运算放大器LM324上。74LS147是TTL集成电路芯片,10~4线编码器,开关量均通过编码器编码输入到CPU板,LM324是4个运算放大器集成电路。74LS147芯片均损坏在输入脚,LM324则损坏在电源脚。
    通过分析故障现象,我们发现形成干扰的原因是这样的:在分立元件柜内,放置有电弧路变压器真空开关分、合闸按钮,按钮控制继电器操作电压是直流220 V,在操作分、合闸动作时,触点存在放电打火现象。在这组按钮旁,安置了3相电机手动升、降的扳键开关,操作电压是直流5 V,3个开关量通过导线同接口板相联。由于按钮开关动作时出现的电火花是个干扰源,干扰通过输入开关量的导线侵入接口板,直接造成74LS147输入脚损坏。74LS147芯片工作电压是5 V,某一输入脚击穿时,其编码结果只保持输入脚击穿置0时的编码状态,不随其他输入脚状态置0或置1时改变,导致手动扳键升降电极失灵。当输出板LM324电源电压在正常范围内变化时,芯片不会损坏,所以造成芯片电源脚损坏的只能是干扰。芯片工作电源导线间耦合进的尖峰干扰,电压幅度远超过芯片电源+15 V的范围,造成芯片击穿短路,烧坏芯片。
    针对74LS147的损坏,我们把真空开关分、合闸操作改为按钮控制24 V中间继电器操作,这样按钮工作电压就由220 V改为24 V,大大减弱了电火花的强度,使干扰得到抑制,74LS147芯片极少损坏。针对LM324的损坏,我们在输出板的LM324工作电源端并接0.01uF陶瓷电容,有效的抑制了尖峰干扰,芯片再未出现损坏。在抑制干扰源的实践过程中应注意:远离干扰源,强电馈线必须单独走线,绝对不能与信号线混拉。强信号线与弱信号线尽量避免平行走向,有条件的应使两者正交。平行接线之间应远离。在无法降低电压又可能产生电火花的元件连接端点并联电容或压敏电阻器。
    通过上述抗干扰措施的采用,1996年以来微机系统芯片故障大幅降低,极大的提高了系统可靠性。设备热停工时间大幅减少,全年不到24h。
    (四川江油长城特殊钢四厂热带分厂  高亮)
 
 
 
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