S rozvojem společnosti a neustálým pokrokem vědy a techniky se DCS/PLC a další automatizační zařízení stále více používají v průmyslovém řízení. Spolehlivost takovýchto řídicích systémů přímo ovlivňuje bezpečnou výrobu a ekonomický provoz průmyslových podniků, proto je anti-interferenční schopnost systému klíčem ke spolehlivému provozu celého systému. V současné době, s rozvojem rozmanitosti zařízení, se problém rušení dostává do popředí. Stále více pozornosti se také dostává do popředí zájmu o to, jak účinně eliminovat a odolat rušení v automatickém řízení. Tento dokument pouze stručně analyzuje běžné problémy s rušením v automatizačním řídicím systému a doufá, že vám může pomoci.
Automatizační systém používaný v různých typech DCS/PLC a dalších automatizačních zařízeních, některé jsou instalovány centrálně v velínu, některé jsou instalovány ve výrobním místě a řada motorových zařízení, z nichž většina je v drsném elektromagnetickém prostředí tvořeném silnými elektrickými obvody a silnými elektrickými zařízeními. Pro zlepšení spolehlivosti tohoto typu řídicího systému je nutné eliminovat všechny druhy rušení, aby byl efektivně zajištěn spolehlivý provoz systému.
Řídicí systém PLC / DCS v hlavních zdrojích elektromagnetického rušení
1. Rušení záření z vesmíru
Elektromagnetické pole kosmického záření (EMI) pochází především z elektrické sítě, elektrických zařízení, přechodových procesů, blesků, rozhlasového vysílání, televize, radaru, vysokofrekvenčních zařízení pro indukční ohřev atd., obvykle známé jako radiační interference, jeho distribuce je extrémně složitá. Pokud je systém PLC / DCS umístěn v radiofrekvenčním poli, bude přijímat radiační rušení, jeho dopad je hlavně přes dvě cesty; jeden je přímo do DCS / PLC vnitřního záření, obvodovou indukčností rušení; druhým je vyzařování komunikační sítě DCS / PLC indukcí komunikační linky zavedené rušením. Radiační interference a uspořádání zařízení a zařízení generované velikostí elektromagnetického pole, zejména frekvencí, obecně nastavením stíněných kabelů a systémového místního stínění a vysokonapěťových odlehčovacích komponent pro ochranu.
2. Rušení z vedení mimo systém
Především zavedením silových a signálních vedení, obvykle nazývaných vodivé rušení. Tento druh rušení je vážnější v našem průmyslovém areálu.
A. Rušení ze zdroje napájení
Praxe ukázala, že rušení napájení způsobené zavedením řídicího systému PLC/DCS v mnoha případech. Vzhledem k širokému pokrytí elektrické sítě bude podléhat veškerému vesmírnému elektromagnetickému rušení. A ve vedení indukované napětí a proud, zejména v rámci změn sítě, přepětí spínacího provozu, spouštění a zastavování velkých energetických zařízení, střídavá a stejnosměrná rotující zařízení způsobená harmonickými, přechodový ráz sítě při zkratu atd., jsou přenášeny přenosovým vedením na stranu napájení. Systémové napájení obvykle používá izolované napájení, ale jeho mechanismus a faktory výrobního procesu způsobují, že jeho izolace není ideální. Ve skutečnosti kvůli přítomnosti distribuovaných parametrů, zejména distribuované kapacity, je absolutní izolace nemožná.
B. Rušení od zavedení signálního vedení
S řídicím systémem PLC/DCS připojeným k různým typům vedení pro přenos signálu bude kromě přenosu efektivních signálů vždy docházet k vnikání signálu z vnějšího rušení. Toto rušení má hlavně dva způsoby: jeden je přes vysílač nebo společný napájecí řetězec signálových přístrojů do sítě rušení, které je často ignorováno; druhým je signální vedení prostorovým elektromagnetickým zářením indukční rušení, tedy signální vedení na vnější indukční rušení, které je velmi závažné. Rušení způsobené přenosovým signálem způsobí abnormální provoz I/O signálu a přesnost měření je značně snížena a ve vážných případech způsobí poškození komponent. Kvůli špatnému izolačnímu výkonu systému to také povede ke vzájemnému rušení mezi signály, což má za následek zpětný tok společné zemní systémové sběrnice, což má za následek změny v logických datech, chyby a pády. Řídicí systém PLC/DCS z důvodu vnesení rušení signálu způsobeného množstvím poškození I/O modulu je poměrně závažný, což způsobuje řadu poruch systému.
3. Ze zmatku uzemňovacího systému při rušení
Uzemnění je jedním z účinných prostředků ke zlepšení elektromagnetické kompatibility elektronických zařízení (EMC). Správné uzemnění, jak pro potlačení dopadu elektromagnetického rušení, ale také pro zabránění tomu, aby zařízení do vnějšího světa vysílalo rušení; a nesprávné uzemnění, ale způsobí vážné rušení, takže systém PLC / DCS nebude schopen správně fungovat. Uzemnění řídicího systému DCS / PLC včetně uzemnění systému, stíněného uzemnění, střídavého uzemnění a ochranného uzemnění atd. Záměna systému uzemnění na rušení systému DCS / PLC je hlavně nerovnoměrné rozložení potenciálu každého uzemňovacího bodu, rozdíl potenciálu země mezi různými body uzemnění, což má za následek proud zemní smyčky, který ovlivňuje normální provoz systému. Například stínění kabelu musí být bodem uzemnění, pokud jsou konce stínění kabelu A, B uzemněny, existuje rozdíl potenciálů země, stíněním protéká proud, když se objeví anomálie plus údery blesku, zemní proud bude větší.
Kromě toho mohou stínící vrstva, zemnící vodič a zem tvořit uzavřenou smyčku, při působení měnícího se magnetického pole budou ve stínící vrstvě přes stínící vrstvu a jádro mezi konvergencí docházet k rušení signálové smyčky. Pokud dojde k záměně uzemnění systému a jiného zemního zpracování, výsledná zemní smyčka může způsobit nerovnoměrné rozložení potenciálu v zemi, což ovlivňuje normální činnost logických obvodů a analogových obvodů v PLC. Tolerance napěťového rušení logiky PLC je nízká, logika rušení distribuce zemního potenciálu pravděpodobně ovlivní logiku výpočtů DCS / PLC a ukládání dat, což má za následek narušení dat, spuštění programu nebo zhroucení. Analogové rozložení zemního potenciálu povede ke snížení přesnosti měření, což způsobí vážné zkreslení měření a řízení signálu a chybnou akci.
4. Ze systému DCS / PLC v rámci rušení
Především komponentami systému a obvody v rámci vzájemného elektromagnetického záření vznikajícího, jako jsou logické obvody vyzařování mezi sebou a jeho vliv na analogový obvod, analogové uzemnění a logické uzemnění a vzájemné ovlivňování komponent a využití vzájemného nesouladu. To vše patří k DCS/PLC výrobce systému v rámci návrhu elektromagnetické kompatibility obsah, složitější, jak se aplikace katedry nemůže změnit, nelze příliš zvažovat, ale zvolit systém s větší aplikační praxí nebo po zkoušce.
Běžný jev interference a metoda posuzování
Jev:
A. Když systém vysílá příkazy, motor se otáčí nepravidelně.
B. Když je signál roven nule, hodnota tabulky digitálního zobrazení chaoticky poskočí.
C. práce snímače, DCS/PLC shromážděné signály a skutečné parametry odpovídající hodnotě signálu se neshodují a chybová hodnota je náhodná, nepravidelná; D a AC servosystém sdílející stejný zdroj (stejný zdroj), stejný zdroj (stejný zdroj), stejný zdroj (stejný zdroj).
D. a AC servosystémy sdílejí stejné napájení (jako jsou monitory atd.) nefungují správně.
Kroky soudu jsou následující:
A. s multimetrem AC zařízení detekce přijímacího portu, jako je rušení bude produkovat AC signál. Pokud tento signál není velký, je zachycení signálu velmi malé, téměř žádný dopad. Pokud je tento střídavý signál velký, ovlivní to hodnotu, je třeba najít způsoby, jak to vyřešit.
B. podívejte se, zda je port konec země? Pokud je uzemněno, zda je uzemnění zavěšené nebo špatné. Pomocí multimetru změřte rozdíl napětí mezi portem a zemí (může to být uzemnění systému, může to být také zem signálu). Pokud je zde střídavé napětí, znamená to, že dochází k rušení, pokud není střídavé napětí, je zde rozdíl stejnosměrného napětí. Tento rozdíl napětí je velký a ovlivňuje systém; rozdíl je malý, dopad je malý a zanedbatelný.
C. a poté zjistěte, zda je stínící vrstva uzemněna, je uzemněna jedním bodem nebo dvoubodovým-uzemněním? Obecně jednobodové-uzemnění.
Lepší a jednodušší řešení rušení systému
(1) silné elektrické rušení:
Přístrojové signály, řídicí signály DCS/PLC jsou slabé, citlivé na silné elektrické rušení. Proto požadavky na kabeláž skříně (v kabelovém příkopu, kabelovém žlabu, potrubím a jinými způsoby pokládky), komunikační linky, signální vedení, řídicí vedení a další slabé elektrické signály mimo silný výkon, vzdálenost nesmí být menší než 20 cm. kabelový žlab vícevrstvý-, požadavky na položení slabého kabelu v silném kabelu níže.
(2) rušení skříně:
Systém DCS/PLC nelze instalovat s vysokonapěťovými elektrickými spotřebiči ve stejném spínači. Pokud jsou podmínky na místě, vstupní signál nemůže být účinně izolován od silného kabelu, k dispozici jsou malá relé pro izolaci vstupních spínacích signálů. Samozřejmě, že vstupní signály DCS/PLC z rozvaděče a vstupní signály nedaleko od rozvaděče obecně nemusí být izolovány relé.
V rozvaděči je mnoho signálních vedení. Pokud je kabeláž chaotická, způsobí poruchu zařízení, ale její kontrola je poměrně náročná. Takže při návrhu rozvaděče by měla být tato situace zohledněna, zařízení je uspořádáno ve vrstvách, vyrovnání je jasné. Nastavuje, stará a vysokonapěťová linka PLC, oddělená vedení, která musí být ve stejném slotu, samostatné svazky střídavých linek, stejnosměrná vedení, jak to podmínky dovolují, nejlepší zarovnání slotu, aby byla co největší prostorová vzdálenost, a snaží se minimalizovat rušení. Různá signálová vedení je nejlepší nepoužívat stejný adaptér zástrčky, jako je třeba používat stejnou zástrčku, použít náhradní svorku nebo zemnící svorku k jejich oddělení, aby se snížilo vzájemné rušení.
PLC nemůže být instalováno ve stejné rozvaděči s vysokonapěťovými elektrickými spotřebiči, ve skříni by PLC mělo být mimo elektrické vedení (vzdálenost mezi nimi by měla být větší než 200 mm). S PLC nainstalovaným ve stejné skříni by měly být indukční zátěže, jako jsou relé, cívky stykače, zapojeny paralelně s obvodem RC -zrušení oblouku.
(3) Signální linka proti rušení-
Signální vedení mají za úkol detekovat signály a přenos řídicích signálů, kvalita přenosu přímo ovlivňuje přesnost, stabilitu a spolehlivost celého řídicího systému. Rušení signálového vedení je především z prostoru elektromagnetického záření, rušení diferenciálního režimu a rušení společného režimu.
Rušení v diferenciálním režimu se týká měření signálového vedení superponovaného na rušivý signál, toto rušení jsou většinou střídavé signály vyšší frekvence, zdrojem je obecně vázané rušení. Metody pro potlačení rušení v normálním režimu jsou:
A. ve vstupním obvodu připojený k RC filtru nebo dvojitému T filtru.
B. zkuste použít A/D převodník typu s dvojitým integrálem, vzhledem k vlastnostem práce tohoto integrátoru má určitou roli při eliminaci vysokofrekvenčního rušení: -
C. napěťový signál se převede na proudový signál a poté se přenese.
Rušení v běžném-režimu je běžný rušivý signál na signálovém vedení, obecně způsobený zemní svorkou měřeného signálu a zemnící svorkou řídicího systému, existuje určitý potenciálový rozdíl způsobený tímto rušením ve dvou signálových vedeních v cyklu, amplituda je v zásadě stejná jako případ, pomocí výše uvedené metody nelze eliminovat ani potlačit. Metody jsou následující:
A. použití duálního diferenciálního vstupního diferenciálního zesilovače, tento zesilovač má velmi vysoký poměr odmítnutí společného režimu;.
b. vstupní linka pomocí lanka, lanka může snížit rušení v běžném režimu a jeho indukce se navzájem zrušit.
c. použití metody optoelektronické izolace, může eliminovat rušení společného režimu;
D. použití stíněného vodiče a-jednostranného uzemnění.
Abyste předešli zkreslení signálu, věnujte pozornost impedančnímu přizpůsobení pro signály přenášené na delší vzdálenosti.
Spínací signály (jako jsou tlačítka, koncové spínače, bezdotykové spínače a další poskytované signály) obecně nemají žádné zvláštní požadavky na kabel, můžete použít obecný kabel, vzdálenost přenosu signálu, můžete použít stíněný kabel.
Analogové signály a vysokorychlostní{0}}signály (jako jsou pulzní senzory, počítací digitální disk a další poskytované signály) by měly volit stíněný kabel.
Komunikační kabely vyžadují vysokou spolehlivost, frekvence signálu některých komunikačních kabelů je velmi vysoká, obecně by si měl výrobce PLC vybrat, aby poskytl speciální kabely, v požadavcích nejsou vysoké nebo nízké frekvence signálu, můžete si také vybrat kroucený dvoulinkový kabel se stíněním, ale kvalita by měla být dobrá.