З розвитком суспільства та постійним прогресом науки й техніки DCS/PLC та інше обладнання автоматизації все ширше використовується в промисловому контролі. Надійність таких систем керування безпосередньо впливає на безпечну виробничо-економічну роботу промислових підприємств, тому проти-перешкодоздатність системи є запорукою надійної роботи всієї системи. В даний час із розвитком різноманітності обладнання проблема перешкод стає все більш актуальною. Як ми можемо ефективно усунути та протистояти перешкодам в автоматичному управлінні, також привертає все більше уваги. У цьому документі лише коротко аналізуються типові проблеми з перешкодами в системі автоматизованого керування, і ми сподіваємося, що він може вам допомогти.
Системи автоматизації, що використовуються в різних типах DCS/PLC та іншого обладнання автоматизації, деякі з них встановлюються централізовано в диспетчерській, деякі встановлюються на виробничому майданчику та різноманітному моторному обладнанні, більшість з яких знаходиться в жорсткому електромагнітному середовищі, утвореному потужними електричними ланцюгами та потужним електричним обладнанням. Щоб підвищити надійність цього типу системи керування, необхідно усунути всі види перешкод, щоб ефективно забезпечити надійну роботу системи.
PLC / DCS система контролю в основних джерелах електромагнітних перешкод
1. Радіаційні перешкоди з космосу
Електромагнітне поле космічного випромінювання (EMI) головним чином походить від мережі живлення, електричного обладнання, перехідних процесів, блискавки, радіомовлення, телебачення, радарів, високочастотного індукційного нагрівального обладнання тощо, зазвичай відомого як радіаційні перешкоди, його поширення надзвичайно складне. Якщо система PLC / DCS розміщена в радіочастотному полі, вона буде отримувати радіаційні перешкоди, їх вплив відбувається в основному двома шляхами; один безпосередньо до внутрішнього випромінювання DCS / PLC за допомогою індуктивності перешкод; другий - до випромінювання мережі зв'язку DCS / PLC, шляхом індукції лінії зв'язку, введеної перешкодами. Радіаційні перешкоди та компонування польового обладнання та обладнання, що створюється розміром електромагнітного поля, особливо частотою, як правило, через налаштування екранованих кабелів і системного локального екранування та високо-компонентів скидання напруги для захисту.
2. Кондуктивні перешкоди від проводу поза системою
Головним чином через впровадження силових і сигнальних ліній, які зазвичай називають перешкодами провідності. Цей вид втручання більш серйозний на нашому промисловому майданчику.
A. Перешкоди від джерела живлення
Практика показала, що перешкоди в електроживленні, викликані введенням системи керування PLC/DCS, трапляються у багатьох випадках. Система PLC/DCS нормально живиться від електромережі. Завдяки широкому охопленню електромережі, весь космос буде підданий електромагнітним перешкодам. А в лінії індукована напруга та струм, особливо в межах змін мережі, сплеск операцій перемикання, пуск і зупинка великого енергетичного обладнання, обертові пристрої змінного та постійного струму, спричинені гармоніками, короткочасне замикання мережі тощо, передаються через лінію електропередачі на сторону джерела живлення. Системне джерело живлення зазвичай використовує ізольоване джерело живлення, але його механізм і фактори виробничого процесу роблять його ізоляцію неідеальною. Фактично, через наявність розподілених параметрів, особливо розподіленої ємності, абсолютна ізоляція неможлива.
B. Перешкоди від введення сигнальної лінії
З системою керування PLC/DCS, підключеною до різних типів ліній передачі сигналу, окрім передачі ефективних сигналів, завжди буде вторгнення зовнішнього сигналу перешкод. Ці перешкоди в основному мають два шляхи: один – через передавач або загальну мережу живлення контрольно-вимірювального приладу в мережеву перешкоду, яка часто ігнорується; друга - це сигнальна лінія через індукційні перешкоди космічного електромагнітного випромінювання, тобто сигнальна лінія на зовнішніх індукційних перешкодах, що є дуже серйозним. Перешкоди, створені сигналом передачі, призведуть до ненормальної роботи сигналу вводу/виводу, точність вимірювання значно знизиться, а в серйозних випадках призведе до пошкодження компонентів. Через низьку ефективність ізоляції системи це також призведе до взаємних перешкод між сигналами, що призведе до зворотного потоку загальної системної шини заземлення, що призведе до змін у логічних даних, помилок і збоїв. Система керування PLC / DCS через введення перешкод сигналу, спричинених кількістю пошкоджень модулів вводу-виводу, є досить серйозними, що викликає багато системних збоїв.
3. З плутанини системи заземлення при перешкодах
Заземлення є одним із ефективних засобів покращення електромагнітної сумісності електронного обладнання (ЕМС). Правильне заземлення, як для запобігання впливу електромагнітних перешкод, так і для запобігання виходу обладнання з зовнішнього світу на перешкоди; і неправильне заземлення, але створить серйозні сигнали перешкод, так що система PLC / DCS не зможе працювати належним чином. Заземлення системи керування DCS/PLC, включаючи заземлення системи, екрановане заземлення, заземлення змінного струму та захисне заземлення тощо. Плутанина системи заземлення в системі DCS / PLC в основному полягає в нерівномірному розподілі потенціалу кожної точки заземлення, різниці потенціалів землі між різними точками заземлення, що призводить до струму контуру заземлення, що впливає на нормальну роботу системи. Наприклад, екран кабелю повинен бути точкою заземлення, якщо кінці екрану кабелю A, B заземлені, існує різниця потенціалів заземлення, через екран протікає струм, коли виникають аномалії плюс удари блискавки, струм землі буде більшим.
Крім того, екрануючий шар, заземлюючий дріт і земля можуть утворювати замкнутий контур, під дією мінливого магнітного поля в екрануючому шарі будуть індуковані струми, через екрануючий шар і сердечний дріт між конвергенцією, перешкоди сигнальному контуру. Якщо заземлення системи та інша обробка заземлення плутаються, у результаті контур заземлення може спричинити нерівномірний розподіл потенціалу в землі, впливаючи на нормальну роботу логічної схеми та аналогової схеми в ПЛК. Допуск на перешкоди напруги логіки ПЛК низький, логіка перешкод розподілу потенціалу землі, ймовірно, вплине на логіку обчислень DCS / ПЛК і зберігання даних, що призведе до порушення даних, виконання програми або збою. Розподіл аналогового потенціалу заземлення призведе до зниження точності вимірювань, спричиняючи серйозні спотворення вимірювання та контролю сигналу та помилкові дії.
4. Від системи DCS / PLC в межах перешкод
Головним чином компоненти системи та схеми в межах взаємного електромагнітного випромінювання, яке створюється, наприклад, логічні схеми випромінюють одна одну та його вплив на аналогову схему, аналогову землю та логічну землю та взаємний вплив компонентів та використання взаємної невідповідності. Це все належить виробнику DCS / PLC системи в рамках змісту дизайну електромагнітної сумісності, більш складного, оскільки застосування відділу не може змінитися, не може бути занадто багато для розгляду, але вибрати систему з більшою практикою застосування або після тесту.
Загальне явище інтерференції та метод судження
Феномен:
A. Коли система надсилає команди, двигун обертається нерегулярно.
B. Коли сигнал дорівнює нулю, значення таблиці цифрового дисплея хаотично скаче.
C. робота датчика, зібрані сигнали DCS/PLC і фактичні параметри, що відповідають значенню сигналу, не збігаються, а значення помилки є випадковим, нерегулярним; D і сервосистема змінного струму, що використовують одне й те саме джерело живлення (те саме джерело живлення), одне й те саме джерело живлення (те саме джерело живлення), одне й те саме джерело живлення (те саме джерело живлення).
D. та сервосистеми змінного струму, які використовують одне джерело живлення (наприклад, монітори тощо), не працюють належним чином.
Етапи судження такі:
А. за допомогою мультиметра змінного струму виявлення приймального порту, наприклад, перешкоди вироблятимуть сигнал змінного струму. Якщо цей сигнал невеликий, отриманий сигнал дуже малий, майже не впливає. Якщо цей сигнал змінного струму великий, це вплине на значення, потрібно знайти шляхи вирішення.
Б. чи бачите порт кінець землі? Якщо заземлено, чи є зависання або погане заземлення. Використовуйте мультиметр, щоб виміряти різницю напруги між портом і заземленням (може бути заземленням системи, також може бути заземленням сигналу). Якщо напруга змінного струму є, це означає, що є перешкоди, якщо напруги змінного струму немає, є різниця напруги постійного струму. Ця різниця напруг є великою, що впливає на систему; різниця невелика, вплив невеликий і незначний.
C. а потім перевірити, чи заземлений екрануючий шар, одноточкове заземлення чи подвійне-точкове заземлення? Зазвичай одноточкове-заземлення.
Краще, простіше рішення для системних перешкод
(1) сильні електричні перешкоди:
Сигнали приладів, сигнали керування DCS/PLC слабкі, вразливі до сильних електричних перешкод. Таким чином, вимоги до електропроводки шафи (у кабельній траншеї, кабельному лотку, через трубу та інші способи прокладки), ліній зв’язку, сигнальних ліній, ліній керування та інших слабких електричних сигналів далеко від сильної потужності, відстань не повинна бути менше 20 см. кабельна траншея багатошарова-, вимоги до прокладання слабкого кабелю в міцному кабелі нижче.
(2) перешкоди в корпусі:
Систему DCS/PLC не можна встановлювати з електроприладами високої-напруги в одному комутаторі, вихід PLC використовує проміжні реле для досягнення ізоляції зовнішніх комутаційних сигналів. Якщо в умовах місця вхідний сигнал не може бути ефективно ізольований від міцного кабелю, доступні малі реле для ізоляції вхідних сигналів перемикання. Звичайно, вхідні сигнали DCS/PLC від шафи керування та вхідні сигнали неподалік від шафи керування зазвичай не потребують ізоляції за допомогою реле.
У шафі управління багато сигнальних ліній. Якщо проводка хаотична, це призведе до несправності обладнання, але перевірити це досить клопітно. Тому при проектуванні шафи управління слід врахувати цю ситуацію, обладнання розташоване пошарово, вирівнювання чітке. Встановлюйте старі та високо-лінії електроживлення ПЛК, окремі лінії, наприклад, повинні бути в тому самому слоті, окремі пучки ліній змінного струму, ліній постійного струму, як це дозволяють умови, найкраще вирівнювання слотів і зробіть його якомога більшою просторовою відстанню та намагайтеся мінімізувати перешкоди. Для різних сигнальних ліній краще не використовувати один і той самий адаптер штекера, наприклад, потрібно використовувати той самий штекер, використовувати запасний термінал або термінал заземлення, щоб розділити їх, щоб зменшити взаємні перешкоди.
ПЛК не можна встановлювати в одній шафі розподільного пристрою з електроприладами високої-напруги, у шафі ПЛК має бути подалі від лінії електропередач (відстань між ними має бути більше 200 мм). Якщо ПЛК встановлено в тій самій шафі, індуктивні навантаження, такі як реле, контакторні котушки, слід під’єднати паралельно до ланцюга RC-гасіння дуги.
(3) Захист від-завад сигнальної лінії
Сигнальні лінії несуть завдання виявлення сигналів і передачі сигналу управління, якість передачі безпосередньо впливає на точність, стабільність і надійність всієї системи управління. Перешкоди сигнальної лінії в основному викликані простором електромагнітного випромінювання, перешкодами диференціального режиму та перешкодами загального режиму.
Перешкоди в диференціальному режимі стосуються вимірювання сигнальної лінії, накладеної на сигнал перешкоди, ці перешкоди здебільшого є змінними сигналами вищої частоти, джерелом яких є, як правило, зв’язані перешкоди. Методи придушення перешкод у звичайному режимі:
A. у вхідному ланцюзі, підключеному до RC-фільтра або подвійного Т-фільтра.
B. Спробуйте використати аналого-цифровий перетворювач подвійного інтегрального типу, завдяки характеристикам роботи цього інтегратора відіграє певну роль в усуненні високочастотних-перешкод:
C. сигнал напруги перетворюється в сигнал струму і потім передається.
Перешкоди-загального режиму – це звичайний сигнал перешкод на сигнальній лінії, який зазвичай спричинений виміряним сигналом заземлення та заземлення системи керування. Існує певна різниця потенціалів, спричинена цією перешкодою в двох сигнальних лініях у циклі, амплітуда в основному дорівнює випадку, за допомогою наведеного вище методу неможливо усунути або придушити. Методи такі:
A. використання подвійного диференціального вхідного диференціального підсилювача, цей підсилювач має дуже високий коефіцієнт відхилення загального режиму;
B. Вхідна лінія за допомогою багатожильного дроту, багатожильний провід може зменшити перешкоди синфазного режиму, а його індукція компенсує одна одну.
C. використання методу оптоелектронної ізоляції може усунути перешкоди загального режиму;
D. використання екранованого дроту та-одностороннє заземлення.
Щоб уникнути спотворення сигналу, зверніть увагу на узгодження імпедансу для сигналів, що передаються на великі відстані.
Сигнали перемикання (наприклад, кнопки, кінцеві вимикачі, безконтактні вимикачі та інші надані сигнали) зазвичай не мають особливих вимог до кабелю, можна використовувати загальний кабель, відстань передачі сигналу, можна використовувати екранований кабель.
Для аналогових сигналів і високошвидкісних сигнальних ліній (таких як датчики пульсу, цифровий диск підрахунку та інші надані сигнали) слід вибирати екранований кабель.
Комунікаційні кабелі вимагають високої надійності, частота сигналу деяких кабелів зв’язку дуже висока, як правило, слід вибрати виробника ПЛК, щоб надати спеціальні кабелі, у вимогах не висока або низька частота сигналу, ви також можете вибрати кабель вита пара з екрануванням, але якість має бути хорошою.