“無線通訊設(shè)備穩(wěn)定不穩(wěn)定？”這個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關(guān)于無線產(chǎn)品可靠性的答案。如果單從技術(shù)層面來說明，由實驗室出具的產(chǎn)品可靠性數(shù)據(jù)分析報告就可回答這個問題。但這些數(shù)據(jù)對于實際的現(xiàn)場狀況來說， 實驗室環(huán)境還是太純粹了些。這種報告數(shù)據(jù)并不能提供給我們足夠的信心去嘗試和使用無線通訊設(shè)備。

若是站在一個無線通訊從業(yè)者的角度來講，無線通訊受干擾因素遠比有線通訊方式要不可控太多。但隨著無線通訊技術(shù)的提高和現(xiàn)場經(jīng)驗的總結(jié)，我們發(fā)現(xiàn)的影響無線傳輸?shù)母蓴_因素越多，那么無線通訊設(shè)備的可靠性也將成正比例提升。也就是需要給產(chǎn)品可靠性實驗室數(shù)據(jù)加一個使用壽命的參考以及一個專門應(yīng)對不可控事件發(fā)生的經(jīng)驗豐富的技術(shù)團隊。

因此要將無線通訊產(chǎn)品做到穩(wěn)定可靠，可以得出以下公式：無線產(chǎn)品可靠性=可靠性測試數(shù)據(jù)+平均使用壽命+技術(shù)服務(wù)團隊

一 、產(chǎn)生干擾的因素

企業(yè)實際生產(chǎn)過程中，無論是外接電路、氣候條件、環(huán)境電磁場或是人為干擾在產(chǎn)品不進行有效處理的情況下都會嚴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)過程中實現(xiàn)監(jiān)視和控制需要用到各種自動化儀表、控制系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)，它們之間的信號傳輸既有微弱到毫伏級、微安級的小信號，又有幾十伏，甚至數(shù)千伏、數(shù)百安培的大信號。既有低頻直流信號，也有高頻脈沖信號等等，構(gòu)成系統(tǒng)后往往發(fā)現(xiàn)在儀表和設(shè)備之間信號傳輸互相干擾，造成系統(tǒng)不穩(wěn)定甚至誤操作。由于儀表和設(shè)備之間的參考點之間存在電勢差(也就是各設(shè)備的共地點不同)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)定和可靠的運行，“接地環(huán)路”問題是在系統(tǒng)信號處理過程中必須解決的問題。

2.環(huán)境干擾

工業(yè)現(xiàn)場的作業(yè)條件大多不符合精密儀器的運行條件，比如無線終端的安裝地點大多在戶外、粉塵較多的車間、存在機械振動的大型機械上等，這些工作環(huán)境對于電子產(chǎn)品的運行穩(wěn)定性和使用壽命提出了嚴苛的考驗。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)級無線通訊產(chǎn)品在技術(shù)上希望不斷完善的地方。“無線”不再會因為穩(wěn)定性而被不斷質(zhì)疑，能夠讓用戶體驗一次投入、運行穩(wěn)定、無需維護并長期使用的特點。

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，會影響儀器儀表的使用和無線通信的信息傳輸，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噪音，太陽噪音則隨著太陽活動情況而劇烈變化。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。雷電干擾的時域波形是疊加在一串隨機脈沖背景上的一個大尖峰脈沖。電磁噪聲主要會對通訊產(chǎn)生干擾，而雷屯能量尖蜂脈沖更可以對很多設(shè)備造成損壞，因此無線終端需要有效避免噪聲對設(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實現(xiàn)特定功能，例如，無線通信、雷達或其他功能，另方面，電子設(shè)備在工作時，由于導(dǎo)體中的dv/dt 或di/at會產(chǎn)生伴隨電磁輻射。無論主觀上出于什么目的，客觀上對電磁環(huán)境造成了污染。還有工廠企業(yè)在生產(chǎn)過程中會經(jīng)常有一些大型的設(shè)備(電機、變頻器)頻繁開關(guān)，他們也會造成一些容性、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合，肯定會有電磁干擾存在。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，電磁污染情況會越來越嚴重。

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)了如下幾點的解決方法和處理意見。通過實際測驗，可以有效的解決在一些工業(yè)場合中無線通訊設(shè)備所遇到的一部分干擾問題。

1.地環(huán)流處理方法

在各個過程環(huán)節(jié)中使用信號隔離器 ，斷開過程環(huán)路，同時又不影響過程信號的正常傳輸，從而徹底解決地環(huán)路的問題。信號隔離器可以用DCS或PLC等隔離卡件或者現(xiàn)場帶的隔離的變送器(部分設(shè)備可以做到)，也可以用信號隔離器來實現(xiàn)。

2.氣候干擾的解決方法

終端箱體封閉設(shè)計，盡可能地隔離外界環(huán)境，使得內(nèi)部儀器處于穩(wěn)定的工作環(huán)境。

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，尋找解決方法也需從這三要素入手。一般干擾源和敏感源是屬于不可控因素，只能根據(jù)經(jīng)驗和對于工廠環(huán)境的了解給出一些有效的解決方法。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。解決方法如下:

1.箱體結(jié)構(gòu)，可以有效屏蔽外界電磁干擾。

2.短波加密的無線傳輸技術(shù)，從傳輸方式上盡可能避免被干擾的可能性。

3.設(shè)備設(shè)計做避雷考慮，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對終端內(nèi)部電路的影響。

3.人為干擾的解決方法

將無線通訊終端做成一個裝置，也就是箱體結(jié)構(gòu)。無線設(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立的系統(tǒng)。外部電路與無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、感性的干擾到對終端內(nèi)部電路的運行降到最低。

審核編輯 黃宇