С развитием общества и постоянным прогрессом науки и техники DCS/PLC и другое оборудование автоматизации все более широко используются в промышленном управлении. Надежность таких систем управления напрямую влияет на безопасную производственно-экономическую деятельность промышленных предприятий, поэтому противо-помеховая способность системы является залогом надежной работы всей системы. В настоящее время, с развитием разнообразия оборудования, проблема помех становится все более заметной. Вопрос о том, как эффективно устранить вмешательство в автоматическое управление и противостоять ему, также привлекает все больше внимания. В этой статье лишь кратко анализируются распространенные проблемы помех в системе автоматического управления, и мы надеемся, что она может вам помочь.
Системы автоматизации используются в различных типах РСУ/ПЛК и другом оборудовании автоматизации, некоторые из них установлены централизованно в диспетчерской, некоторые установлены на производственной площадке и в различном моторном оборудовании, большая часть которого находится в суровой электромагнитной среде, образованной сильными электрическими цепями и мощным электрооборудованием. Для повышения надежности системы управления данного типа необходимо устранить всевозможные помехи, чтобы эффективно обеспечить надежную работу системы.
Система управления PLC/DCS в основных источниках электромагнитных помех
1. Радиопомехи из космоса
Электромагнитное поле космического излучения (ЭМП) исходит в основном от электросети, электрооборудования, переходных процессов, молний, радиовещания, телевидения, радаров, высокочастотного индукционного нагревательного оборудования и т. д., обычно называемое радиационными помехами, его распространение чрезвычайно сложно. Если система ПЛК/РСУ находится в радиочастотном поле, она будет получать радиационные помехи, их воздействие осуществляется в основном по двум путям; один непосредственно к внутреннему излучению DCS/PLC, индуктивностью цепи помех; второй - излучение сети связи DCS/PLC из-за индукции линии связи, вызванной помехами. Радиационные помехи, расположение полевого оборудования и оборудование, создаваемые размером электромагнитного поля, особенно частотой, обычно за счет установки экранированных кабелей и локального экранирования системы, а также компонентов сброса высокого-напряжения для защиты.
2. Кондуктивные помехи от провода вне системы.
В основном за счет введения силовых и сигнальных линий, обычно называемых помехами проводимости. На нашей промышленной площадке подобные помехи более серьезны.
А. Помехи от источника питания
Практика показала, что во многих случаях помехи в источнике питания вызваны отказом системы управления ПЛК/РСУ. Система ПЛК/РСУ нормального источника питания от электросети. Из-за широкого покрытия электросети, будут подвержены все космические электромагнитные помехи. А в линиях, индуцированных напряжением и током, особенно в пределах изменений в сети, скачок коммутационной операции, запуск и остановка крупного силового оборудования, вращающиеся устройства переменного и постоянного тока, вызванные гармониками, переходный шок при коротком замыкании в сети и т. д. передаются через линию передачи на сторону источника питания. В источнике питания системы обычно используется изолированный источник питания, но его механизм и факторы производственного процесса делают его изоляцию неидеальной. Фактически из-за наличия распределенных параметров, особенно распределенной емкости, абсолютная изоляция невозможна.
Б. Помехи от введения сигнальной линии
Поскольку система управления PLC/DCS подключена к различным типам линий передачи сигналов, в дополнение к передаче эффективных сигналов всегда будет иметь место вторжение сигнала внешних помех. Эти помехи в основном имеют два пути: первый - через передатчик или линию электропитания общей сигнальной аппаратуры в помехи в сети, которые часто игнорируются; вторая - это сигнальная линия, вызванная индукционными помехами космического электромагнитного излучения, то есть сигнальная линия от внешних индукционных помех, что очень серьезно. Помехи, создаваемые сигналом передачи, приведут к ненормальной работе сигнала ввода-вывода, что значительно снизит точность измерений, а в серьезных случаях приведет к повреждению компонентов. Из-за плохой изоляции системы это также приведет к взаимным помехам между сигналами, что приведет к обратному току по общей шине заземления, что приведет к изменениям в логических данных, ошибкам и сбоям. Система управления ПЛК/РСУ из-за появления помех сигнала, вызванных количеством повреждений модулей ввода-вывода, является весьма серьезной, что приводит к множеству сбоев системы.
3. От путаницы в системе заземления при помехах
Заземление является одним из эффективных средств повышения электромагнитной совместимости электронного оборудования (ЭМС). Правильное заземление, как для предотвращения воздействия электромагнитных помех, так и для предотвращения излучения оборудования во внешний мир; и неправильное заземление, но создаст серьезные помехи, в результате чего система ПЛК/РСУ не сможет работать должным образом. Заземление системы управления DCS/PLC, включая заземление системы, экранированное заземление, заземление переменного тока, защитное заземление и так далее. Путаница в системе заземления при помехах в системе РСУ / ПЛК заключается в основном в неравномерном распределении потенциала каждой точки заземления, разнице потенциалов земли между различными точками заземления, что приводит к току контура заземления, влияющему на нормальную работу системы. Например, экран кабеля должен быть точкой заземления, если концы экрана А, Б заземлены, есть разность потенциалов земли, есть ток через экран, при возникновении аномалий плюс ударах молнии ток на землю будет больше.
Кроме того, экранирующий слой, заземляющий провод и земля могут образовывать замкнутый контур, под действием изменяющегося магнитного поля в экранирующем слое, через экранирующий слой и жильный провод между схождениями будут возникать наведенные токи, мешающие сигнальному контуру. Если заземление системы и другие обработки заземления путаются, возникающий контур заземления может привести к неравномерному распределению потенциала в земле, влияя на нормальную работу логических схем и аналоговых схем внутри ПЛК. Допуск помех логического напряжения ПЛК низкий, логика помех распределения потенциала земли может повлиять на логику вычислений DCS / ПЛК и хранения данных, что приведет к нарушению данных, запуску программы или сбою. Распределение потенциала аналоговой земли приведет к снижению точности измерений, что приведет к серьезным искажениям измерения и управления сигналом и ложным срабатываниям.
4. Из системы DCS/PLC в пределах помех
В основном компоненты системы и схемы внутри генерируют взаимное электромагнитное излучение, например, логические схемы излучают друг друга и его влияние на аналоговую схему, аналоговое заземление и логическое заземление, а также взаимное влияние компонентов и использование взаимного несоответствия. Все это принадлежит производителю РСУ / ПЛК системы в рамках содержания конструкции электромагнитной совместимости, более сложного, поскольку приложение отдела не может измениться, не может быть слишком много для рассмотрения, но следует выбрать систему с большей практикой применения или после испытания.
Общее явление помех и метод оценки
Феномен:
А. Когда система отправляет команды, двигатель вращается неравномерно.
Б. Когда сигнал равен нулю, значение таблицы цифрового дисплея хаотично скачет.
C. Работа датчика, собранные сигналы DCS/PLC и фактические параметры, соответствующие значению сигнала, не совпадают, а значение ошибки является случайным, нерегулярным; D и сервосистема переменного тока, использующая один и тот же источник питания (один и тот же источник питания), один и тот же источник питания (один и тот же источник питания), один и тот же источник питания (один и тот же источник питания).
Сервосистемы D. и переменного тока используют один и тот же источник питания (например, мониторы и т. д.) и не работают должным образом.
Этапы принятия решения следующие:
A. с помощью мультиметра обнаружение передачи переменного тока приемного порта, например, помехи, будет производить сигнал переменного тока. Если этот сигнал невелик, получение сигнала очень мало и практически не влияет. Если этот сигнал переменного тока велик, это повлияет на значение, необходимо найти способы решения.
Б. Виден ли левый конец земли? Если заземлено, есть ли зависание или плохое заземление. С помощью мультиметра измерьте разницу напряжений между портом и землей (может быть системной землей, а также сигнальной землей). Если есть переменное напряжение, значит, есть помехи, если переменного напряжения нет, то есть разница постоянного напряжения. Эта разница напряжений велика и влияет на систему; разница невелика, влияние невелико и незначительно.
C. а затем проверьте, заземлен ли экранирующий слой: одноточечное или двух-точечное заземление? Обычно одноточечное-заземление.
Лучшее и простое решение проблемы помех в системе
(1) сильные электрические помехи:
Сигналы приборов, сигналы управления РСУ/ПЛК слабые и уязвимы к сильным электрическим помехам. Таким образом, требования к проводке шкафа (в кабельной траншее, кабельном лотке, через трубу и другие методы прокладки), линиям связи, сигнальным линиям, линиям управления и другим слабым электрическим сигналам вдали от мощной мощности, расстояние не должно быть менее 20 см. многослойная -кабельная траншея, требования к укладке слабого кабеля в прочный кабель ниже.
(2) помехи в кабинете:
Система DCS/PLC не может быть установлена с электроприборами высокого-напряжения в одном и том же выключателе, на выходе ПЛК используются промежуточные реле для изоляции внешних сигналов переключения. Если в условиях объекта входной сигнал не может быть эффективно изолирован от прочного кабеля, доступны небольшие реле для изоляции входных сигналов переключения. Разумеется, входные сигналы РСУ/ПЛК из шкафа управления и входные сигналы, расположенные недалеко от шкафа управления, обычно не нуждаются в изоляции с помощью реле.
В шкафу управления имеется множество сигнальных линий. Если проводка будет хаотичной, это приведет к неисправности оборудования, но проверить ее достаточно хлопотно. Так что при проектировании шкафа управления следует учитывать такую ситуацию, оборудование расположено послойно, выравнивание четкое. Устанавливает отдельные линии старой и высокой-мощности ПЛК, например, которые должны находиться в одном слоте, отдельные пучки линий переменного тока и линий постоянного тока, например, если позволяют условия, наилучшее выравнивание слотов и максимальное пространственное расстояние, а также стремление свести к минимуму помехи. Для разных сигнальных линий лучше не использовать один и тот же адаптер вилки, например, необходимо использовать одну и ту же вилку, чтобы использовать запасную клемму или клемму заземления, чтобы разделить их, чтобы уменьшить взаимные помехи.
ПЛК нельзя устанавливать в одном шкафу с высоковольтными электроприборами, ПЛК в шкафу должен находиться вдали от линии электропередачи (расстояние между ними должно быть более 200 мм). Если ПЛК установлен в том же шкафу, индуктивные нагрузки, такие как реле, катушки контактора, следует подключать параллельно RC-цепи-гашения дуги.
(3) Сигнальная линия, защищенная от-помех
Сигнальные линии несут задачу обнаружения сигналов и передачи управляющих сигналов, качество передачи напрямую влияет на точность, стабильность и надежность всей системы управления. Помехи в сигнальных линиях возникают в основном из-за электромагнитного излучения, дифференциальных помех и синфазных помех.
Помехи в дифференциальном режиме относятся к измерению сигнальной линии, наложенной на сигнал помех. Эти помехи в основном представляют собой переменные сигналы более высокой частоты, источником которых обычно являются связанные помехи. Методы подавления помех в обычном режиме:
А. во входной цепи подключен RC-фильтр или двойной Т-фильтр.
Б. попробуйте использовать аналого-цифровой преобразователь двойного интегрального типа, поскольку в связи с особенностями работы этого интегратора он играет определенную роль в устранении высокочастотных-помех:
C. сигнал напряжения преобразуется в сигнал тока и затем передается.
Синфазные-помехи — это общий сигнал помех в сигнальной линии, обычно вызываемый клеммой заземления измеряемого сигнала и клеммой заземления системы управления. Существует определенная разность потенциалов, вызванная этими помехами в двух сигнальных линиях в цикле, амплитуда в основном равна случаю, с помощью вышеуказанного метода невозможно устранить или подавить. Методы следующие:
А. использование дифференциального усилителя с двойным дифференциальным входом, этот усилитель имеет очень высокий коэффициент подавления синфазного сигнала;
B. входная линия с использованием многожильного провода, многожильный провод может уменьшить синфазные помехи, а его индукция нейтрализует друг друга.
C. использование метода оптоэлектронной изоляции позволяет устранить синфазные помехи;
D. использование экранированного провода и одностороннее-заземление.
Чтобы избежать искажения сигнала, обратите внимание на согласование импеданса для сигналов, передаваемых на большие расстояния.
Сигналы переключения (например, кнопки, концевые выключатели, бесконтактные выключатели и другие предусмотренные сигналы) обычно не предъявляют особых требований к кабелю, вы можете использовать обычный кабель, расстояние передачи сигнала, вы можете использовать экранированный кабель.
Для аналоговых сигналов и высокоскоростных-сигнальных линий (например, датчиков импульсов, счетного цифрового диска и других сигналов) следует использовать экранированный кабель.
Кабели связи требуют высокой надежности, частота сигнала некоторых кабелей связи очень высока, обычно следует выбирать производителя ПЛК, чтобы предоставить специальные кабели, если требования не являются высокой или низкой частотой сигнала, вы также можете выбрать витую пару с экраном, но качество должно быть хорошим.