耦合自干扰系统如何对控制系统产生作用

特种作业培训咨询
高技能人才培训咨询
地址:厦门市长青路劳动力大厦6楼610室
当前位置:&&&电工知识
电气控制系统抗干扰的四种有效防护措施
一、减少电路的电容、电感和共阻抗耦合。&1、控制信号线尽量远离各种动力线、高压线,并采用垂直或辐射状布线;绕开和远离能产生高电位和大量电流的接地点(如避雷器、并联电容器组、电容式电压互感器、电容型套管以及变压器中性点等的接地点)。&2、弱电信号线不得与操作传输线和脉冲功率线同走一根电缆;不同电平信号线分用不同电缆分层布置,不得混合捆绑成束。&3、一对信号线尽量同走一根缆,并最好采用双绞,使磁场干扰信号相互抵消。&4、采用高质量双稳压电源和配用专用电源导线,使电源内阻和导线电阻小,共阻抗小;各电路电源线直接由电源输出端放射性布线,分别配电,避免链形布线;基准线和电源线应尽量增大截面积。大电流电路(如信号灯、继电器)的公共线与逻辑回路的公共线分开,并分别设置稳压电源,减小共阻抗耦合干扰;提高公共零线对地绝缘,以免将地电位引入零线。&5、提高控制装置的绝缘水平,避免漏电阻造成干扰;尽量少用中间端子板,减少接触电阻。&二、设置滤波、整形、延时电路、避开干扰。&1、滤波器具有选频特性,对经传导耦合的干扰是一种有效的技术防护措施。对交流电源进线加装滤波器,可抑制中波段高频干扰;还可抑制电源波形失真干扰;对直流可分别滤除高、低频干扰成分;在各个信号线的输入端采用滤波电路,既可防高、低频干扰信号的侵入,又可抑制过电压及触点抖动造成的干扰。 &2、采用高噪声容限的电路,并适当提高电路的门槛电压(如比较器的基准电压),可避开一些低幅干扰。&3、对持续时间短的脉冲干扰,在不影响操作运行质量的前提下,采用延时元件或积分门限元件也可有效避开干扰。&三、采用隔离措施、屏蔽措施。&1、采用电隔离装置传递开关信号,可有效防止干扰的直接引入。常用的隔离器有电磁隔离和光电隔离。&2、将产生电磁干扰的设备和电子设备的金属外壳可靠接地,使之成为与地等电位的屏蔽体;污染严重者,可将整个机房屏蔽。&3、电源变压器、电压(电流)互感器、冲击继电器等应在一二次绕组间加装屏蔽层(单层或双层),抑制电网的工频干扰。原边侧屏蔽接地,副边侧屏蔽接零。若将铁芯也同时接地,效果更佳。&4、信号、控制线路的屏蔽电缆(或电缆沟)与脉冲功率的屏蔽电缆分设。电缆屏蔽层的接地原则上采用一端接地法。对可能接受强过电压而危及设备安全的屏蔽电缆,也可采用二端接地法,但要保证流过电流不可过大,以防破坏屏蔽层。&5、采用变压器隔离。变压器在抗干扰问题中的特殊地位:变压器是联系几个独立电路的桥梁,两个及两个以上的独立电路在变压器内以磁耦合的方式联系着,在电的联系上却互相绝缘。所以变压器作为一种隔离手段在抗干扰中得到广泛的应用。例如稳压变压器,对电网电压变化有不大于1的稳定度,而且相当于一个低通滤波器,对脉冲干扰有良好的衰减作用。在变压器的使用中可把原绕组和副绕组及反馈绕组分别绕在两个磁芯上,两磁芯上再用一匝环线匝链,这样不但减少了每个变压器原、次绕组之间的杂散电容,而且也减少了耦合电容。&6、不间断电源系统(UPS)UPS在近几年发展颇为迅速,并且在不少计算机系统、大型精密仪器、安全联锁系统以及重要调节系统中得到了较广泛的应用。UPS系统是防止电源中断、电源电压波动以及抑制噪声干扰比较完善的设备。&UPS的3种形式:&(1)、连续系统,在市电发生中断或降低到某一特定电压值时,就由蓄电池给DC-AC逆变器馈电,使负载交流供电不受影响。在整流器/充电器中有滤波器能抑制交流电网的噪声。&(2)、顺向馈电UPS系统,其原理是在电网正常时由电网供电,UPS系统使蓄电池保持满容量状态;当市电不正常时由故障检测器发出讯号,通过静开关由DC-AC逆变器提供交流电源。&(3)、反向馈电UPS系统,它与第2种形式相反,电源正常时由UPS系统供电。仅当UPS系统发生故障时,才通过静开关将负载接到电网供电。在UPS系统故障排除后,则切断电网供电恢复UPS系统供电。根据比较系统的测试与诊约25~30的仪器随机故障与交流电源的干扰有关。显然,防止从交流电源渠道串入的干扰是提高仪器使用可靠性必不可少的手段,这也是近几年UPS系统能在计算机及高级仪器中广泛应用的原因。&四、正确选择接地、接零与“浮置”。&将电网零线和各种电气设备外壳通过低阻导线(&5ω)接地,是着眼于安全的保安地线,一般无电流流过。电子装置的外壳接地是抗干扰的层蔽。电子装置内部输入、输出信号的公共零线是信号“地线”。它不但是电路中静态、动态电流的通道,又是引起内部干扰的薄弱环节,所以电子装置中的“接地”(实际为“接零”)方法应予以重视。& span=&&&&1、保安地线与电子装置的信号地线应分别设置。&2、电子装置中,信号地线、信号源地线和负载地线也应分别设置,且负载地线与信号地线应在电气上绝缘,隔离传输信号。&3、几种地线若在电位上需连通时,应尽量选择合适位置一点接地,以防地电位差干扰。&4、一般对弱电回路、逻辑回路等抗干扰能力差的电子电路,采用“浮置”(或称浮空、浮接)的运行方式,使零线与地绝缘,这样可阻断来自地电位差的干扰电流,抑制共模干扰。上一篇 &下一篇 &
版权所有:厦门市金华达职业培训学校 闽ICP备:论文发表、论文指导
周一至周五
9:00&22:00
浅谈控制系统的信号干扰及应对防范措施
2012年第3期目录
&&&&&&本期共收录文章20篇
   [摘 要] 本文作者根据自己多年的实际工作经验,对在工业生产过程中控制系统的信号干扰相关问题进行分析探讨,并就相应的应对防范措施提出了自己的看法和意见,仅供参考。 中国论文网 /8/view-1604053.htm  [关键词] 控制系统 信号 干扰 措施      在工业生产过程中,经常要用到一些控制系统来执行相应的操作,如各种自动化仪表和计算机等,因此会产生很多不同类型和不同级别的信号要处理,设备之间可能引入各种干扰,这些干扰会一直困惑着控制系统的应用,给控制系统稳定、可靠的运行带来威胁。   1.系统信号干扰的来源   1.1地环流干扰   在工业现场中,很多设备根据要求都要接地,但由于各设备之间的参考点之间存在电势差而形成“地环流”、“接地回路”问题。当环流很大时,会出现很高的共模噪声电压,并通过分布参数耦合到信号线或直接连接到电平信号线,将产生很大的串模干扰。   1.2自然干扰   经常有一些自然现象会产生电磁波,从而对工业生产控制系统产生干扰。如雷电现象,还有宇宙噪声、太阳噪等自然界噪声都会对设备造成通信干扰。   1.3人为干扰   在工业生产过程中经常会有一些大型设备频繁开关,这也会造成一些容性、感性的干扰,影响仪器仪表正常显示或采集。数字脉冲电路也是一种典型的干扰源。随着电子技术的广泛应用,电磁污染情况会越来越严重。   1.4内部干扰   主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生,如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响,模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。   2常见的抗干扰措施   干扰的三要素是干扰源、敏感源和耦合路径。三个要素缺少一个,电磁兼容问题就不会存在。因此要从这三个要素入手,找出最方便的解决办法。一般来说,干扰源和敏感源是没有办法解决的,通常从耦合路径想办法。   2.1滤波   滤波是利用滤波器来抑制传导干扰,一般用于抑制低频或中频干扰,抑制的频率可达300MHz。滤波器是由电阻、电感和电容构成的一种网络,这种网络只允许某些频率通过,而阻止其他频率通过以达到抑制电磁干扰的目的。常用的滤波器有T型、π型、L型、C型、电容低通和电感低通滤波器等。在采用滤波方法抑制传导干扰时,要了解干扰源的频谱、干扰源在频带中的分布情况、干扰波的幅值等,可以通过干扰仪器来检测,有针对性地选择或设计滤波器。   对于220V交流电源推荐图1所示电路滤除高次谐波。此图是一50Hz带通滤波器。   用直流作电源的电子器件在电源处并联一个1 000pF~1μF的电容可以滤除直流电源中存在的高频纹波。   2.2屏蔽   屏蔽的作用是限制内部的电磁能量越出某一区域和防止外来的能量进入某一区域。一般常用于限制、隔离和衰减辐射干扰。屏蔽的实质是由具有良好导电性能的金属材料制成的一个全封闭的壳体。   常用的屏蔽技术有:(1)屏蔽体单端接地,有时也称为静电屏蔽。(2)当干扰电场很强而电路灵敏度又高时,可采用双层屏蔽。注意:内外屏蔽层之间只能一点连接,且要加滤波电路,两层之间距离应尽可能大。(3)传输线用电缆屏蔽可采用编织、包扎、金属皮三种方式。编织电缆柔性好、易弯曲、寿命长、直流电阻小,在低频应用较好;包扎电缆由螺线组成,适合在视频使用,缺点是有电感;金属屏蔽电缆外加料层,隔离性强、作用距离长、柔性小,适用于射频。它们几种也可以组合。(4)为防止空间电磁波对高灵敏度接收调和的干扰,可采用金属网屏蔽室。      图1 工频电源滤波电路图   在低频磁场干扰下,采用高导磁材料作屏蔽层,以便将低频干扰磁力线限制在磁阻很小的磁屏蔽体内,防止其干扰作用。在干扰严重的地方,常使用复合屏蔽电缆,其最外层是低磁导率、高饱和的铁磁材料,内层是高磁导率、低饱和的铁磁材料,最里层是铜质电磁屏蔽层,以便一步步地消耗干扰磁场的能量。在工业中常用的办法之一是将屏蔽线穿在铁质蛇皮管或普通铁管内,以达到双重屏蔽的目的。低频磁屏蔽主要用于防止电感性干扰。   2.3信号隔离   对于模拟量输入输出(AI/AO) 回路,要防止从现场来的强电窜入隔离卡件,以及就地设备与DCS系统不共地可能产生的电势差,重要回路应该采取信号隔离器,对于数字量输入输出(DI/DO) 回路,常用的解决方法就是对DI/DO信号采用继电器隔离。比如对一个马达控制开关反馈输入回路,现场的常开接点闭合时,继电器线圈带电,输出接点闭合,接点信号引入开关量采集卡件。这样强电就不会窜入卡件的信号回路,发生故障时,也主要检修隔离的外回路。采用继电器进行信号隔离的缺点是,需要给外回路添加供电回路;采用电磁隔离和光电隔离技术的开关量隔离器,可以减少为外回路供电的工作量。   2.4接地   在工业控制系统中,处理好接地对系统稳定性至关重要,严格地讲接大地最好,一般是电源地、器件地、电路地及机壳地等连接在一起,作为公共地。一般来讲,交流接地应通过电容耦合,退耦电路应在滤波处就近接地。   通常在工业控制系统中至少要有三种分开的地线通过一点接地。一条是低电平电路地线(即信号地线),包括数字地、模拟地、信号地和直流地等;一条是噪声地线,即继电器、电动机、高功率电路的地线;另外一条是机壳接地点,专供机械外壳、机身、机架、底盘使用,此地线应该和交流电源的地线相接。若设备使用交流电源供电时,则交流电源地线应和保护地线相连。使用这种接地方式,可以避免因公共地线各点电位不均所产生的干扰。   工业控制系统在多点接地时的情况如图2所示。传感器、测量放大电路以及记录仪器分别接地于A、B、C三点。图2中,R1、R2为屏蔽电缆的导线电阻,R3、R4为连接线的导线电阻,Rx为传感器的内阻,A、B、C为大地上的点。由于大地内部结构、化学成分等都不是均匀的,所以大地上任意A、B两点间都存在着电位差UAB,并且该两点电位差的大小和方向都是随时变化的。如果将其加在A、B两点上,则通过电缆电阻R2串联到测量系统的输入回路中。这个干扰信号与真正的信号源ex叠加后一起被送到测量放大电路进行放大。这种情况下,干扰是相当严重的,因为信号源ex本身通常很微弱,而A、B两点间的干扰源eAB则是随时变化的,其大小不可预测,有时会远远超过信号源ex。而干扰源eAB与信号源ex同时被送入电测量放大电路进行放大,然后又被送至记录仪表进行记录,这样所得到的测量结果就有可能会完全失真,致使测量无效。      图2 多点接地的等效电路   同样,在B、C两点间也存在着干扰源eBC,它通过导线电阻R4加在电测量系统的输出回路上。但这个干扰源eBC是没有被放大的,它只是叠加到通过电测量放大电路过来的、被放大了数千倍的信号源ex上。因此,干扰源eBC所造成的测量误差则很小。   由上述可知,电测量系统的多点接地会造成测量系统的严重失真。干扰源是通过A、B、C这三个接地点进入电测量系统的。从A、B两点进入测量系统输入回路的干扰源eAB是造成测量系统严重失真的主要原因,而从B、C两点进入测量系统输出回路的干扰源eBC的干扰作用则相对要小得多。对此最有效的方法就是只在B点一处接地,截断干扰源进入电测量系统、特别是进入测量系统输入回路的通道。   另一个情况也需要特别注意,就是传感器零电位点不接地,但连接电缆的金属屏蔽网分别接在传感器和放大电路端,这样就通过A、B两点接了地(如图3所示)。这时大地上A、B两点间的干扰源eAB通过金属屏蔽网、电阻R与大地组成回路,即在电缆金属屏蔽中有干扰电流I 在流动着。这样,通过金属屏蔽网与电缆芯线的相互感应作用,干扰源eAB便可以被感应到电测量系统的输入回路中,然后同时被送入测量放大回路中进行放大。虽然这种干扰的影响要比前述的传感器零电位点直接接地小得多,但当干扰源eAB较大时,这种干扰作用仍是相当严重的。      图3 电缆屏蔽网接地的等效电路   2.5系统电源   系统电源应该有冗余,各路配电模件应该有独立的截峰二极管(过压)、自动断路器(过流) 等保护。供电系统最好采用隔离变压器,使系统接地点和动力强电系统接地点独立。为避免波动,工业现场系统供电要尽量来自负荷变化小的电网上。要严格防止强电通过端子排线路窜入DC24V供电回路,并定期检查机柜电源系统是否正常、供电电压是否在规定的范围内、系统接地是否可靠及良好、线路绝缘是否合格、停和送电是否按要求程序执行。通过以上工作,这方面的风险就可以有效避免。   2.6电缆敷设   强电电缆与弱电电缆应分开敷设,电源电压220V以上、电流10A以下的电源电缆和信号电缆之间的距离要大于150mm,电源电压220V以下、电流10A以上的电源电缆与信号电缆之间的距离应该大于600mm。若只能放在同一桥架内,之间要装隔离板。热工电缆不可放在高压电场内。对于电容式设备的二次电缆,比如电容式电压互感器的二次电缆,施工时要与地靠近平直。在发电机等附近有较强辐射处,要注意应该有铜皮或铝箔等做成密封箱,以起到屏蔽作用,信号回路必须要有唯一的参考地,屏蔽电缆遇到有可能产生传导干扰的场合,也要在就地或者与控制室唯一接地,防止形成“地环路”。   2.7防静电和避雷措施   进入控制室和电子室,要穿防静电工作服,触摸模块时,必须带静电释放腕套。检修中,从机架上拆下的卡件要放在接地良好的防静电毡上,不能随意摆放。要采取综合的防雷措施,尤其是DCS系统不能和电气及防雷接地联网,并且其间距要满足要求。   3.结束语   本文谈到的信号干扰问题是工业现场控制系统中经常遇到的问题,也是最令广大工程技术人员头疼的问题之一。这个问题也是造成现场控制系统不能正常工作的主要原因之一,解决好这个问题,将可以显著提高设备的效率。
转载请注明来源。原文地址:
【xzbu】郑重声明:本网站资源、信息来源于网络,完全免费共享,仅供学习和研究使用,版权和著作权归原作者所有,如有不愿意被转载的情况,请通知我们删除已转载的信息。
xzbu发布此信息目的在于传播更多信息,与本网站立场无关。xzbu不保证该信息(包括但不限于文字、数据及图表)准确性、真实性、完整性等。发电厂控制系统几种抗干扰问题研究
> 发电厂控制系统几种抗干扰问题研究
发电厂控制系统几种抗干扰问题研究
  1、概述   随着控制技术的不断发展,目前分散(DCS)、可编程(PLC)、现场总线(FCS)技术在生产过程控制中得到广泛的应用。的可靠性直接影响到发电企业的安全生产和经济运行,系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键。自动化系统中所使用的各种类型控制设备,有的是集中安装在控制室,有的是安装在生产现场和各电机设备上,它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。要提高控制系统可靠性,一方面要求生产厂家提高设备的抗干扰能力;另一方面,要求工程设计、安装施工和使用维护中引起高度重视,多方配合才能完善解决问题,有效地增强系统的抗干扰性能  2、干扰源对系统的干扰  2.1 干扰源及干扰分类  影响控制系统的干扰源与一般影响工业控制设备的干扰源一样,大都产生在电流或电压剧烈变化的部位,这些电荷剧烈移动的部位就是噪声源,即干扰源。  干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。其中:按噪声产生的原因不同,分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等;按噪声的波形、性质不同,分为持续噪声、偶发噪声等;按噪声干扰模式不同,分为共模干扰和差模干扰。共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。共模干扰是信号对地的电位差,主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态(同方向)电压迭加所形成。共模电压有时较大,特别是采用隔离性能差的配电器供电室,变送器输出信号的共模电压普遍较高,有的可高达 130V 以上。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压,直接影响测控信号,造成元器件损坏(这就是一些系统 I/O 模件损坏率较高的主要原因),这种共模干扰可为直流、亦可为交流。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压,主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压,这种直接叠加在信号上,直接影响测量与控制精度 ,现在解决共模、差模干扰比较通用省事的放法是在原电路上加信号隔离器,可非常有效解决。  2.2 控制系统中电磁干扰的主要来源  2.2.1 来自空间的辐射干扰  空间的辐射电磁场(EMI)主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的,通常称为辐射干扰,其分布极为复杂。若系统置于所射频场内,就回收到辐射干扰,其影响主要通过两条路径:一是直接对控制设备内部的辐射,由电路感应产生干扰;而是对控制设备通信网络的辐射,由通信线路的感应引入干扰。辐射干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场大小,特别是频率有关,一般通过设置屏蔽电缆和 PLC 局部屏蔽及高压 泄放元件进行保护。  2.2.2 来自系统外接线的干扰  主要通过电源和信号线引入,通常称为传导干扰。这种干扰在发电现场较严重。因为是强电场和强电磁场密集地方。  来自电源的干扰  实践证明,因电源引入的干扰造成控制系统故障的情况很多,由于控制系统的供电大都来自电厂的供电网络,其覆盖全厂,电网内部的变化,如开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等,都通过配电线路传到电源。控制电源通常采用隔离电源,但其机构及制造工艺因素使其隔离性并不理想。实际上,由于分布参数特别是分布电容的存在,绝对隔离是不可能的。 来自信号线引入的干扰  与控制系统连接的各类信号(信号线和控制指令线)传输线,除了传输有效的各类信息之外,总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径:一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电源串入的电网干扰,这往往被忽视;二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰,即信号线上的外部感应干扰,这是很严重的。由信号引入干扰会引起 I/O 信号工作异常和测量精度大大降低,严重 时将引起元器件损伤。对于隔离性能差的系统,还将导致信号间互相干扰,引起共地系统总线回流,造成逻辑数据变化、误动和死机。控制系统因信号引入干扰造成 I/O 模件损坏数相当严重,由此引起系统故障的情况也很多。所以检测端信号加隔离非常重要(例:北京平和PH系列隔离器产品),既可以保证信号传输精度,还可以保护系统I/O模件不被损坏。  来自接地系统混乱时的干扰  接地是提高电子设备电磁兼容性(EMC)的有效手段之一。正确的接地,既能抑制电磁干扰的影响,又能抑制设备向外发出干扰;而错误的接地,反而会引入严重的干扰信号,使系统将无法正常工作。  控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。接地系统混乱对 PLC 系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均,不同接地点间存在地电位差,引起地环路电流,影响系统正常工作。  例如电缆屏蔽层必须一点接地,如果电缆屏蔽层两端A、B都接地,就存在地电位差,有电流流过屏蔽层,当发生异常状态如雷击时,地线电流将更大。  此外,屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路,在变化磁场的作用下,屏蔽层内有会出现感应电流,通过屏蔽层与芯线之间的耦合,干扰信号回路。若系统地与其它接地处理混乱,所产生的地环流就可能在地线上产生不等电位分布,影响逻辑电路和模拟电路的正常工作。逻辑电压干扰容限较低,逻辑地电位的分布干扰容易影响逻辑运算和数据存贮,造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降,引起对信号测控的严重失真和误动作。(例北京平和隔离器也可有效解决信号共地问题)  2.3 来自系统内部的干扰  主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生,如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响,模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。这都属于制造厂对系统内部进行电磁兼容设计的内容,比较复杂,作为应用部门是无法改变,可不必过多考虑,但要选择具有较多应用实绩或经过考验的系统 。  3、工程实施中主要抗干扰措施  为了保证系统在工业电磁环境中免受或减少内外电磁干扰,必须从设计阶段开始便采取三个方面抑制措施:抑制干扰源;切断或衰减电磁干扰的传播途径;提高装置和系统的抗干扰能力。这三点就是抑制电磁干扰的基本原则。  控制系统的抗干扰是一个系统工程,要求制造单位设计生产出具有较强抗干扰能力的产品,且有赖于使用部门在工程设计、安装施工和运行维护中予以全面考虑,并结合具有情况进行综合设计,才能保证系统的电磁兼容性和运行可靠性。主要考虑来自系统外部的几种如果抑制措施。主要内容包括:对系统及外引线进行屏蔽以防空间辐射电磁干扰;对外引线进行加装隔离器,特别是原理动力电缆,分层布置,以防通过外引线引入传导电磁干扰;正确设计接地点和接地装置,完善接地系统。另外还必须利用软件手段,进一步提高系统的安全可靠性。
陀螺仪相关文章:
分享给小伙伴们:
我来说两句……
最新技术贴
微信公众号二
微信公众号一PLC控制系统中干扰的主要来源有哪些呢?
仪器仪表世界网提示:PLC控制系统,随着生产自动化的不断发展,其应用领域也在不断的扩大。但是在生产的过程中,有多方面的干扰因素都会影响到PLC控制系统的使用,很容易会导致各种误差和故障的出现,同时还会影响到PLC控制系统本身的性能和寿命。为了能够从根源解决干扰对PLC控制系统的影响,就需要找出PLC控制系统干扰的主要来源,从而从源头解决干扰问题。那么接下来小编就介绍PLC控制系统中干扰的主要来源。
&  & ,随着生产自动化的不断发展,其应用领域也在不断的扩大。但是在生产的过程中,有多方面的干扰因素都会影响到PLC控制系统的使用,很容易会导致各种误差和故障的出现,同时还会影响到PLC控制系统本身的性能和寿命。为了能够从根源解决干扰对PLC控制系统的影响,就需要找出PLC控制系统干扰的主要来源,从而从源头解决干扰问题。那么接下来小编就介绍PLC控制系统中干扰的主要来源。
(1)来自空间的辐射干扰
空间的辐射电磁场(EMI)主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的,通常称为辐射干扰,其分布极为复杂。若PLC系统置于射频场内,就回受到辐射干扰,其影响主要通过两条路径;一是直接对PLC内部的辐射,由电路感应产生干扰;二是对PLC通信内网络的辐射,由通信线路的感应引入干扰。辐射干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场大小,特别是频率有关,一般通过设置和PLC局部屏蔽及高压泄放元件进行保护。
(2)来自系统外引线的干扰
主要通过和信号线引入,通常称为传导干扰。这种干扰在我国工业现场较严重。
(3)来自电源的干扰
实践证明,因电源引入的干扰造成PLC控制系统故障的情况很多,笔者在某工程调试中遇到过,后更换隔离性能更高的PLC电源,问题才得到解决。
PLC系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广,将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压和电路。尤其是电网内部的变化,开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流转动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等,都通过输电线路到电源边。PLC电源通常采用隔离电源,但其机构及制造工艺因素使其隔离性并不理想。实际上,由于分布参数特别是分布的存在,绝对隔离是不可能的。
(4)来自信号线引入的干扰
与PLC控制系统连接的各类信号传输线,除了传输有效的各类信号之外,总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径:一是通过或共用信号的供电电源串入的电网干扰,这往往被忽略;二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰,即信号线上的外部感应干扰,这是很严重的。由信号引入干扰会引起I/O信号工作异常和测量精度大大降低,严重时将引起损伤。对于隔离性能差的系统,还将导致信号间互相干扰,引起共地系统总线回流,造成逻辑数据变化、误动和死机。PLC控制系统因信号引入干扰造成I/O模件损坏数相当严重,由此引起系统故障的情况也很多。
(5)来自接地系统混乱时的干扰
接地是提高电子设备电磁兼容性(EMC)的有效手段之一。正确的接地,既能抑制电磁干扰的影响,又能抑制设备向外发出干扰;而错误的接地,反而会引入严重的干扰信号,使PLC系统将无法正常工作。PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。接地系统混乱对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均,不同接地点间存在地电位差,引起地环路电流,影响系统正常工作。例如电缆屏蔽层必须一点接地,如果电缆屏蔽层两端A、B都接地,就存在地电位差,有电流流过屏蔽层,当发生异常状态加雷击时,地线电流将更大。
此外,屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路,在变化磁场的作用下,屏蔽层内有会出现感应电流,通过屏蔽层与芯线之间的耦合,干扰信号回路。若系统地与其它接地处理混乱,所产生的地环流可能在地线上产生不等电位分布,影响PLC内逻辑电路和模拟电路的正常工作。PLC工作的逻辑电压干扰容限较低,逻辑地电位的分布干扰容易影响PLC的逻辑运算和数据存储,造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降,引起对信号测控的严重失真和误动作。
(6)来自PLC系统内部的干扰
主要由系统内部元及电路间的相互电磁辐射产生,如逻辑电路互辐射及其对模拟电路的影响,模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。这都属于PLC制造厂对系统内部进行电磁兼容设计的内容,比较复杂,作为应用部门是无法改变,可不必过多考虑,但要选择具有较多应用实绩或经过考验的系统。
客服:010-18129 传真:010- 仪器仪表世界网版权所有 公司地址:北京市朝阳区东三环南路翌景家园1号楼(c) 仪器仪表世界网 All Rights Reserved 技术支持:北京网站建设 安全联盟alexa排名 京 公网安备:

我要回帖

更多关于 自干扰系统 的文章

 

随机推荐