1.1.2.印刷電路板（PCB）可靠性。PCB是EMI傳播的重要途徑。正確設(shè)計PCB，合理布線是提高控制系統(tǒng)EMC的最主要措施。PCB設(shè)計原則：將EMC敏感元件和非敏感元件分開處理；單點接地減少地線公共阻抗耦合；地線盡量加粗，可采用網(wǎng)格狀地線系統(tǒng)；布線應(yīng)盡量短，不要有分支和突然拐彎，那樣可能會導(dǎo)致反射和產(chǎn)生諧波；盡量減小電源線走線的有效包圍面積，以減小電磁耦合；集成電路和運算放大器
1.1.3.穩(wěn)壓電源可靠性。主要考慮系統(tǒng)外部的干擾噪聲，如脈沖噪聲、電弧放電、雷電波等。有分立元件搭成常規(guī)的交流穩(wěn)壓、隔離、濾波、直流穩(wěn)壓、電源去耦、尖峰脈沖抑制的直流電源，雖然也能夠抑制干擾，但不是最佳的EMC方案。要求嚴格的系統(tǒng)可選擇開關(guān)電源或增加標準電源濾波器。
電源濾波器對串模、共模干擾信號具有很強雙向抑制作用，不僅對各種來自外部的干擾進行有效衰減，并且衰減設(shè)備自身向外的干擾，從而提高了應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性和自身品質(zhì)并符合EMC要求。
1.2軟件系統(tǒng)可靠性技術(shù)
在提高硬件系統(tǒng)可靠性設(shè)計的基礎(chǔ)上，在系統(tǒng)中還應(yīng)采用軟件系統(tǒng)的可靠性設(shè)計，以增強系統(tǒng)的自身的抗干擾能力。因為系統(tǒng)在運行過程中，難免會遇到各種不可預(yù)知的干擾，因外界對系統(tǒng)的干擾是隨機的變量，有些干擾是用硬件措施難以解決的，只能采取軟件的方法加以抑制，消除其對系統(tǒng)的影響。軟件系統(tǒng)可靠性設(shè)計的主要包括以下內(nèi)容：
1.2.1.自診斷。自診斷一般分為：開機自診斷、周期性自診斷和鍵控自診斷。
開機自診斷內(nèi)容有系統(tǒng)RAM區(qū)數(shù)據(jù)、系統(tǒng)定時器功能、相互通道的讀寫、接口通信等。檢查RAM是否讀寫正確或運行過程RAM區(qū)數(shù)據(jù)是否安全，診斷系統(tǒng)定時器、系統(tǒng)相互通道、系統(tǒng)接口等的完整性和可靠性，若不正常給出
信息提示或報警提示。
周期性自診斷內(nèi)容：系統(tǒng)零漂自檢、系統(tǒng)自動校正、系統(tǒng)自動補償?shù)取？刂葡到y(tǒng)在運行過程中有關(guān)器件性能參數(shù)將受到各種干擾的影響，造成系統(tǒng)零點的偏移或漂移，將會影響系統(tǒng)工作的準確性和可靠性，因此系統(tǒng)在自檢的過程時進行自動補償，以提高系統(tǒng)運行的準確性和可靠性。
鍵控自診斷是通過人機對話設(shè)定特殊的系統(tǒng)自診斷功能。
1.2.2.程序容錯。包括捕獲陷阱、程序卷回、指令冗余、WDT、定時器熱復(fù)位、系統(tǒng)復(fù)位處理等。在解決程序飛跑或進入死循環(huán)后能重新恢復(fù)時，應(yīng)注意系統(tǒng)復(fù)位處理時識別不同的復(fù)位狀態(tài)，對系統(tǒng)的熱啟動首先關(guān)中斷清除中斷響應(yīng)標志位，并將I/O口設(shè)置為安全狀態(tài)，以避免系統(tǒng)的誤操作。在系統(tǒng)無擾動重恢復(fù)至失控發(fā)生時，程序模塊入口時必須保證重要數(shù)據(jù)的正確性和輸出口的安全性。
1.2.3.信息冗余。信息冗余是指在傳送數(shù)據(jù)序列中，按一定的規(guī)律加入一些冗余信息碼，使原來不相關(guān)的數(shù)據(jù)變?yōu)橄嚓P(guān)，并把這些冗余碼元件作為監(jiān)督碼和有關(guān)的信息碼一起傳送，在接受端按發(fā)送端的編碼進行譯碼，由于附加的信息碼元就能自動檢測傳輸中產(chǎn)生的差錯并采取糾錯措施。一般冗余
信息碼越多，其檢錯和糾錯能力越強。
1.2.4.數(shù)字濾波。數(shù)字濾波是通過一定的方法計算或判斷程序減少疊加在有用信號中的噪聲干擾比重，從而提高系統(tǒng)采集信號的質(zhì)量。數(shù)字濾波通常采用的方法有：算術(shù)平均值法、防脈沖干擾平均值法、一階遞推數(shù)字濾波法。利用程序?qū)崿F(xiàn)RC低通濾波器的算法，對具有周期性干擾和頻率較高的隨機干擾信號可收到良好的效果。
2.抗干擾技術(shù)
2.1物理隔離
加大受擾電路、器件或裝置與干擾源之間的距離，是降低干擾的一種行之有效的措施，因為干擾與距離的平方成反比，距離增加一倍干擾則降低四倍，因此，周密完善地考慮器件或設(shè)備的布置及布線，并盡量增大干擾源與受擾電路之間的距離，將大大降低干擾的傳播，減少系統(tǒng)的故障率。在實際安裝布線時，應(yīng)按其對干擾的靈敏度或按其本身功率的大小分門別類的進行處理，布置的順序是：低電平模擬信號，一般數(shù)字信號，交流控制裝置，直流動力裝置，交流動力裝置等。按照這樣的順序布置使其相互隔開，保持一定距離，但有時要求設(shè)備之間，裝置的各種布線之間保持一定距離，在安裝場合受到限制、設(shè)備要求體積小的情況下，這種要求往往很難得到滿足。因此，尚需考慮其他措施。
2.2屏蔽技術(shù)
電子設(shè)備中某些元器件或電路中有電流流過時，其周圍空間將建立磁場；同時，電路某一部分所存儲的電荷，又在其周圍建立磁場；電能與磁場的相互急劇轉(zhuǎn)化將形成電磁干擾，這種電場與磁場，對設(shè)備本身來講屬于內(nèi)生干擾，降低了設(shè)備的抗擾容限。嚴重時會使設(shè)備經(jīng)常發(fā)生故障。又如電焊機進行焊接時，高頻加熱爐投入運行時，以及大型用電設(shè)備的突然起停等都將對
自動化裝置產(chǎn)生干擾，這些屬于外生干擾。為了將產(chǎn)生的電場或磁場限制在某一規(guī)定的空間范圍內(nèi)，或為了使設(shè)備或元器件不受外部電磁場的影響，常常采用隔離屏蔽措施，其方法是將有關(guān)電路、元器件、或設(shè)備安裝在銅、鋁等低電阻材料或是磁性材料制成的屏蔽物內(nèi)，不使電場和磁場穿透這些屏蔽物。屏蔽一般分為以下幾類：
2.2.1.靜電屏蔽。靜電屏蔽主要是為了消除兩個或幾個電路之間由于分布電容耦合而產(chǎn)生的干擾，如變壓器初次級線圈之間接地的屏蔽層即屬于這一類。如圖1（a）所示；導(dǎo)體A上載有交變正弦電動勢E，在導(dǎo)體A附近有通過阻抗Z接地的導(dǎo)體B，A與B之間的電容為CAB，則電流I=E/（Z+1/jωCAB）,當(dāng)電動勢E的角頻率ω小時，容抗1/jωCAB很大，所以電流I很小，但當(dāng)ω很高時，則I所產(chǎn)生的作用，就有可能破壞B的正常工作。如果將一接地導(dǎo)電平板置于A、B之間如圖1b所示，導(dǎo)體S將從A到B的電力線截斷，設(shè)在設(shè)在某一瞬間，導(dǎo)體A充有正電荷，這時平板S上將感應(yīng)負電荷，在導(dǎo)體S與B之間就不存在電場或使靜電場大大減弱。即由于S的存在，消除了導(dǎo)體A的電場對導(dǎo)體B的影響，起到了電場屏蔽的作用，必須指出的是導(dǎo)體S接地是電場屏蔽的必要條件。
2.2.2低頻磁場屏蔽。設(shè)有兩個相互靠近的電路，其中一個電路所產(chǎn)生磁通的一部分與另一電路相交鏈，其頻率越高感應(yīng)電壓越大，為避免這種相互影響，采取磁場屏蔽。對于恒定磁場和低頻磁場，利用高導(dǎo)磁率的鐵磁材料來實現(xiàn)屏蔽，即將磁力線限制在磁阻很小的磁屏蔽導(dǎo)體內(nèi)部，可獲得良好的屏蔽效果。
2.2.3電磁屏蔽。對于高頻電磁干擾的屏蔽是通過反射或吸收的方法來承受或排除電磁能的，電磁干擾穿過一種介質(zhì)而進入另一種介質(zhì)時，其中一部分被反射。電磁波在空氣和屏蔽交界面上未被反射的電磁能量將進入屏蔽層，感應(yīng)出電流I
2R損耗而被吸收。
屏蔽層所能吸收的能量A，取決于干擾場的頻率、屏蔽材料的厚度、導(dǎo)電率以及導(dǎo)磁率。其可用下式表示：
式中；A為吸收能量（分貝）；t為屏蔽層的厚度；F為干擾場的頻率；G為相對于銅的導(dǎo)電率；q為相對于磁鐵的導(dǎo)磁率。
任何結(jié)構(gòu)的金屬都是良好的電磁干擾吸收材料，增加屏蔽物的厚度，可以增加電磁干擾的吸收量。在低頻時其反射量小，且不受屏蔽層厚度的影響，故只能增加屏蔽層的吸收量來增大總屏蔽量。在高頻時，銅及鋁等導(dǎo)電材料制成的屏蔽層的反射量大于鋼，另外，由于鐵磁材料屏蔽物在高頻時，鐵磁介質(zhì)損耗很大，而銅和鋁等導(dǎo)電材料的吸收量大，磁力線穿過導(dǎo)電屏蔽層時，在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電勢，此電勢在屏蔽層內(nèi)部短路而產(chǎn)生渦流，渦流又產(chǎn)生反向磁力線，以抵消穿過屏蔽層的磁力線，從而起到了屏蔽作用。
2.3接地技術(shù)
目前在我國應(yīng)用的各種
自動化裝置的接地種類繁多,歸納起可分為以下幾類:
2.3.1.供電
電源中性點的工作地，是指穩(wěn)定的供電系統(tǒng)中性點電位的接地。
2.3.2.防雷保護接地,是指在雷雨季節(jié)為防止雷電過電壓的保護接地。
2.3.3.安全保護地，是指為防止接觸電壓及跨步電壓危害人身和設(shè)備安全，而設(shè)置的
自動化裝置的金屬外殼的接地。
2.3.4.直流系統(tǒng)地(又稱為邏輯地、工作地)，它為
自動化裝置各個部分、各個環(huán)節(jié)提供穩(wěn)定的基準電位（一般是零點位）。這個地可以接大地，也可以僅僅是一個公共點。系統(tǒng)地如果與大地不相連，即系統(tǒng)地處于懸浮工作狀態(tài)，稱之為浮空地。
2.3.5.屏蔽地，屏蔽地是為抑制各種干擾信號而設(shè)置的，屏蔽的種類很多，但都需要可靠的接地，屏蔽地就是屏蔽網(wǎng)絡(luò)的接地。
盡管由自動化裝置構(gòu)成的控制系統(tǒng)中，其
自動化裝置是由不同公司生產(chǎn)的，各公司的產(chǎn)品對接地的種類規(guī)定及接地電阻的阻值要求不盡相同，但設(shè)備的系統(tǒng)地要求比其它幾種接地要求要嚴格得多，并有越來越高的趨勢。為了避免諸“地”間相互干擾，上述幾種地都應(yīng)設(shè)置各自獨立的接地網(wǎng)絡(luò)。其接地線必須采用絕緣銅導(dǎo)線，連接到統(tǒng)一的接地點，以形成一個共同的電位點。
在自動化控制系統(tǒng)接地設(shè)計中必須要遵循一點地的原則：因系統(tǒng)有多臺自動化設(shè)備構(gòu)成，整個系統(tǒng)必須只能在一處接地，因為系統(tǒng)接地線和接地電阻都不可能為零，尤其是在高頻或瞬變狀態(tài)下更是如此；另外，當(dāng)有大電流從接地極注入大地時，接地極極其附近的大地電位升高，如有多點地則會出現(xiàn)接地點間的電位差，形成干擾。即使是同一臺設(shè)備中的系統(tǒng)地線，也應(yīng)遵守一點地原則，否則形成接地環(huán)路，各點之間的接地電位差將會形成干擾被引入其它電路。為了研究上述各種接地系統(tǒng)間的關(guān)系，分析接地網(wǎng)體系的諸多因素及降低接地電阻的有效途徑和具體方法，近年來“自動化裝置接地工程學(xué)”作為一門嶄新的學(xué)科，受到自動化控制領(lǐng)域的重視，也為
自動化裝置的接地系統(tǒng)的研究和實踐奠定了理論基礎(chǔ)。
2.4濾波技術(shù)
濾波器可以抑制交流電源線上輸入的干擾瞬、變干擾信號及信號傳輸線上感應(yīng)的各種干擾，濾波器可分為交流電源濾波器、信號傳輸線濾波和去耦濾波。交流電源濾波器大量應(yīng)用在采用開關(guān)電源的系統(tǒng)中，加裝交流電源濾波器后，一方面可以抑制外來的高頻干擾，還可以抑制開關(guān)電源向外發(fā)送干擾。來自工頻電源或雷擊等瞬變干擾，經(jīng)電源線的傳導(dǎo)及直流電源侵入電子設(shè)備，這種干擾以共模和差模方式傳播，可用電源濾波器濾除，在濾波電路中，有很多專用的濾波元件（如鐵氧體磁環(huán)），它們能夠改善電路的濾波特性，恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計和使用濾波器是抗干擾技術(shù)的重要手段。例如開關(guān)電源通過電 源引線、輻射出的燥聲有差模和共模之分，差模燥聲抑制中采用的開關(guān)
電源濾波器為π型濾波器，如圖3（a）所示。圖3（a）中，L
D為濾波扼流圈。若要對共模燥聲有抑制能力，應(yīng)采用如圖3（b）所示的濾波電路。圖3（b）中，Lc為濾波扼流圈。由于Lc的兩個線圈繞向一致，當(dāng)電源輸入電流流過Lc時，所產(chǎn)生的磁場可以互相抵消，相當(dāng)于沒有電感效應(yīng)，因此，它使用導(dǎo)磁率高的磁芯。Lc對共模燥聲來說，相當(dāng)于一個大電感量的電感，故它能有效的抑制共模傳導(dǎo)燥聲。開關(guān)
電源輸入端分別對地并接的電容C
Y對共模燥聲起旁路作用。共模扼流圈兩端并聯(lián)的電容
C
X對共模燥聲起抑制作用。R為C
X的放電電阻，他是VDE—0806和IEC—380安全技術(shù)標準所推薦的。圖3（b）中各元件參數(shù)選擇范圍為：C
X=0.1—2μF；C
Y=2.2—33nF；Lc=幾—幾十Mh，隨工作電流不同而取不同的參數(shù)值，如電流為25A時Lc=1.8mH；電流為0.3A時，Lc=47mH。另外在濾波器元件選擇中，一定要保證輸入濾波器的諧振頻率低于開關(guān)
電源的工作頻率。
圖4所示的濾波器可進一步提高差模燥聲的抑制能力。C
X電容器接在單相電源線的相線和零線之間，它上面除加有
電源的額定電壓外，還會疊加上相線和零線之間存在的各種電磁干擾峰值電壓，為保證電容器失效后，不會導(dǎo)致工作人員遭電擊，不危機人身安全，并考慮到應(yīng)用中最壞的情況，C
X安全等級分為兩類，即X
1和X
2類，X
1等級用于設(shè)備的峰值電壓大于1.2KV場合，X
2類用于設(shè)備峰值電壓小于1.2KV的一般場合。
另外，通過限制CY的容量可達到控制在規(guī)定電壓頻率作用下，流過該電容器漏電流的大小。若為裝設(shè)在可移動設(shè)備上的濾波器，其交流漏電流應(yīng)低于1mA；若為裝設(shè)在位置固定且接地的設(shè)備上的電源濾波器的交流漏電流應(yīng)小于3.5mA，再根據(jù)漏電流Ii的要求計算CY的容量，其關(guān)系式為：
Ii=2πfCYU
LD是用來進一步抑制差模燥聲的差模扼流圈。因為LD的引入將使電容CX充電電流減少，達到了抑制差模燥聲的目的。
交流
電源濾波器的安裝及布線對濾波器的性能發(fā)揮是極為重要的，在其安裝布線中應(yīng)注意以下幾點：
①濾波器應(yīng)安裝在機柜底部離設(shè)備電源入口盡量近的部位，并加以絕緣墊板，不要讓未經(jīng)過濾波器的電源線在機柜內(nèi)迂回，如果交流電源進入機殼內(nèi)到
電源濾波器有較長的距離時，則這段線應(yīng)加以屏蔽。
②電源濾波器的外殼必須用截面積大的導(dǎo)線以最短的距離與機殼連為一體，并盡量使電源濾波器的接地點與機殼接地點保持最短的距離，輸入輸出線應(yīng)靠近機殼底部布線以減少耦合，并將輸入輸出線嚴格分開，絕不允許將濾波器的輸入線和輸出線捆扎再一起或靠得很近，否則，干擾頻率達到數(shù)兆赫茲以上，這時輸入輸出線會相互耦合而降低其對高頻干擾信號的衰減效果，插座式交流
電源濾波器從結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)了輸入輸出線的隔離，對某些直接用機殼做屏蔽的電子設(shè)備來說，是一種較理想的抗干擾器件。濾波器輸出線應(yīng)采用雙絞線或屏蔽線，其屏蔽線應(yīng)可靠接地。
�、蹤C殼內(nèi)的其它用電器（照明燈、信號燈等）或電磁開關(guān)等應(yīng)從濾波器前端引線接到負載，或為這些干擾源單獨加裝濾波器。
要接地。
