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1、接地是提高電子設(shè)備電磁兼容性( EMC )的有效手段之一。正確的接地,既能抑制電磁干擾的影響,又 能抑制設(shè)備向外發(fā)出干擾;而錯(cuò)誤的接地,反而會(huì)引入嚴(yán)重的干擾信號(hào),使 PLC 系統(tǒng)將無(wú)法正常工作。PLC 控制系統(tǒng)的地線包括系統(tǒng)地、屏蔽地、交流地和保護(hù)地等。接地系統(tǒng)混亂對(duì) PLC 系統(tǒng)的干擾主要 是各個(gè)接地點(diǎn)電位分布不均,不同接地點(diǎn)間存在地電位差,引起地環(huán)路電流,影響系統(tǒng)正常工作。例如電 纜屏蔽層必須一點(diǎn)接地,如果電纜屏蔽層兩端A 、B 都接地,就存在地電位差,有電流流過(guò)屏蔽層,當(dāng)發(fā)生異常狀態(tài)如雷擊時(shí),地線電流將更大。此外,屏蔽層、 接地線和大地有可能構(gòu)成閉合環(huán)路,在變化磁場(chǎng)的作用下, 屏蔽層內(nèi)有
2、會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流, 通過(guò)屏蔽層與芯線之間的耦合,干擾信號(hào)回路。若系統(tǒng)地與其它接地處理混亂,所產(chǎn)生的地環(huán)流就可能在 地線上產(chǎn)生不等電位分布, 影響 PLC 內(nèi)邏輯電路和模擬電路的正常工作。 PLC 工作的邏輯電壓干擾容限較 低,邏輯地電位的分布干擾容易影響 PLC 的邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)存貯,造成數(shù)據(jù)混亂、程序跑飛或死機(jī)。模擬 地電位的分布將導(dǎo)致測(cè)量精度下降,引起對(duì)信號(hào)測(cè)控的嚴(yán)重失真和誤動(dòng)作。 在一次控制柜裝配完畢后上電檢查,發(fā)現(xiàn)指示燈 220V 有微亮現(xiàn)象,當(dāng)時(shí)以為線接錯(cuò)了,后來(lái)差線知道沒 有問(wèn)題,測(cè)量電壓,此指示燈有約 110V 電壓,考慮這些,認(rèn)為是電源線地線問(wèn)題,將電源及控制柜地線 進(jìn)行基本接地
3、后現(xiàn)象基本消除。對(duì)于 控制的地,我建議 嚴(yán)格按照規(guī)范來(lái),單獨(dú)接地。單點(diǎn)接地。尤其是 ET200 這類 DP 站的 DP 電纜的屏蔽地。否則經(jīng)常會(huì)引起大面積的燒通訊口事件。尤其在電廠。很多時(shí)候,地就是零,零就是地。 控制這類弱電的地要單獨(dú)接。不能跟電氣 強(qiáng)電的地混接。 例如 DP 電纜的地, AI, AO 模塊的信號(hào)參考地, CPU 直流開關(guān)電源的地, 最好都接在一起,單獨(dú)接 弱電地(儀表地) 。曾發(fā)生過(guò)就地控制柜 直接跟外部的金屬設(shè)備殼體直接連接。 那些設(shè)備直接跟大地連接,而強(qiáng)電的地也跟大地直接連接, 更暈的是 電焊工過(guò)來(lái)修設(shè)備時(shí), 焊把線 直接跟旁邊的金屬設(shè)備的支柱連接做地, 于是發(fā)生了,
4、慘不忍睹的, 燒了 3 個(gè) ET200M 的 DP 口的事故。DP 通訊的接地也很重要啊,不過(guò)很多人都忽視了,呵呵。通常我們認(rèn)為將 DP 通訊電纜的屏蔽層壓接在 DP 接頭的接地端就 OK 了,實(shí)際不然,此時(shí)的地是通過(guò) DP 通訊接口接地,一旦我們將 DP 接頭從通訊口拔下來(lái)時(shí),就變成浮地了,在插拔 DP 接頭的時(shí)候很可能將 DP 通訊口燒掉。曾經(jīng)碰到過(guò)這樣一種現(xiàn)象,希望大家對(duì)以后的系統(tǒng)中接地有所重視!1. 設(shè)備狀況:現(xiàn)場(chǎng) ET200 箱有 2套擴(kuò)展機(jī)架。但分別屬于不同的系統(tǒng), 也可以說(shuō)分別屬于 2個(gè) CPU ;ET200 箱中只有一個(gè)保護(hù)接地銅排;工作地與保護(hù)地接到一起,即保留 ET200M
5、 上的 PE 與 M 的連接片;2. 問(wèn)題出現(xiàn):雖然 2 個(gè) ET200 的擴(kuò)展機(jī)架將接地連接到同一個(gè)接地排上,但只有一組 ET200 擴(kuò)展機(jī)架通 訊正常;另一個(gè)擴(kuò)展機(jī)架通訊不上;3. 原因:因?yàn)?2 個(gè) CPU 的地沒有接到一起,且與 ET200 擴(kuò)展機(jī)架的接地不同,導(dǎo)致 ET200M 擴(kuò)展機(jī)架的 電位與 CPU 的電位有差異,影響通訊;4. 解決辦法:將所有控制系統(tǒng)的工作地統(tǒng)一。儀表類弱電的地 還是我們老生常談的那 2 個(gè)作用。1. 抑制干擾。 本來(lái)是要把干擾電流,諧波電壓 傳遞給能吸收電荷的 “地 ”類參考物去, 使得自己的 地 是接近于真正的 地,0 電位, 但是假如你接的 地排上本來(lái)
6、就有電流,這下子可就暈了, 信號(hào)跳動(dòng)是難免的。因?yàn)槟愕牡?已經(jīng)不是 “地”了 或者講,你這時(shí)候的地 針對(duì)你要連接的儀表, PLC 而言,不是合格的地了。2. 保護(hù)作用。電氣類設(shè)備 強(qiáng)電的地 主要是殼體接地,防治觸電的作用相對(duì)更大一些。 但是弱電類設(shè)備 做好自己合格的接地 同時(shí)保證強(qiáng)電 做好自己合格的地。 也是有很明顯的保護(hù)作用的,典型的就是防治設(shè)備損壞。我們常用的設(shè)備,很多耐壓才幾十V 。即便是 ESD 指標(biāo)高達(dá)上千 V 的,瞬間的高壓沖擊,還是可能會(huì)使得其廢掉。例如電焊機(jī)的電流, 瞬間很大, 地排固然是能消除的, 但是在電焊機(jī)起弧的瞬間, 沒法保證 地排上沒電流。 這時(shí)候不是 PLC 信號(hào)準(zhǔn)
7、不準(zhǔn)的問(wèn)題, 是 PLC 的部分設(shè)備還能不能 “活 ”下來(lái)的問(wèn)題。所以,我們?nèi)蹼婎惖牡厥菃为?dú)的,在直接接入大地之前, 不跟任何的強(qiáng)電設(shè)備的 地 粘在一起的話。即便是 起弧時(shí)地線上的電流未能及時(shí)傳遞給大地,也不至于傳遞給PLC ,儀表,通訊口 這類脆弱的設(shè)備的地線上去。可以起到響應(yīng)的保護(hù)作用。3. 等電位參考最主要的是 讓 PLC 要連接的設(shè)備 的參考地電位統(tǒng)一, 在同一個(gè)水平線上。這樣,外部設(shè)備的 電位變化 才能真實(shí)的傳遞到 PLC 中來(lái) 有個(gè)現(xiàn)場(chǎng),流量傳感器的信號(hào)一直 跳變。而且 4條管路上的 4 個(gè)流量計(jì)都跳變。 懷疑旁邊的,變壓器,變頻器等干擾源。 將 PLC 柜的地 跟外部的地排斷開
8、- 外部的地排統(tǒng)一過(guò)來(lái)的,接著變頻柜, 還連接著變壓器的外殼。但是不起作用。 現(xiàn)場(chǎng)的儀表顯示盤的數(shù)值卻很穩(wěn)定。最逗的是現(xiàn)場(chǎng)其實(shí)還有很多的信號(hào)隔離器的。也沒見信號(hào)穩(wěn)定,儀表的屏蔽線 到信號(hào)隔離器的 PE 段也是接著的, 最后只是把 所有隔離器的 PE 端統(tǒng)一接到 地排上, 信號(hào)就穩(wěn)定了,- 注意,這時(shí)候,柜子整個(gè)的 地排 還沒有跟 外部的接地母排連接 就是說(shuō)我的這個(gè)柜子 的總地是 浮空的, 但是內(nèi)部所有的地都是接在一起的,只是實(shí)現(xiàn)了等電位連接, 信號(hào)就 OK 了?,F(xiàn)場(chǎng)調(diào)試遇到的接地問(wèn)題供大家一塊分享(原創(chuàng) )現(xiàn)場(chǎng)有塊用來(lái)調(diào)節(jié)配料皮帶秤的儀表與 ET200M 通過(guò)兩根兩芯屏蔽電纜傳送 4-20mA
9、 信號(hào), 分別用于皮帶 秤的料量給定和瞬時(shí)流量反饋 ,并且信號(hào)線屏蔽層已做好接地 , 現(xiàn)場(chǎng)帶料手動(dòng)啟動(dòng)皮帶秤 , 在皮帶秤儀表上顯 示穩(wěn)定的瞬時(shí)流量,但通過(guò)儀表輸出的瞬時(shí)流量 4-20mA信號(hào)到ET200M的AI模板卻是不穩(wěn)定的,波動(dòng)較大。通過(guò)經(jīng)驗(yàn)判斷,這種情況大多數(shù)因干擾所致用電流表測(cè)量4-20mA信號(hào),也是不穩(wěn)定的,最初懷疑信號(hào)線接地沒有處理好,重新將信號(hào)線屏蔽做了接 地后,問(wèn)題依然存在,這沒有問(wèn)題,那么問(wèn)題出在ET200M模板上,檢查模板的接地和配線均沒有問(wèn)題,索性將模板也更換了,還是不行,有點(diǎn)暈了,莫非皮帶秤儀表有問(wèn)題,隨后現(xiàn)從生產(chǎn)線上拆下來(lái)一塊儀表 給換上,哈哈,應(yīng)該沒問(wèn)題了吧!結(jié)果
10、事與愿違,問(wèn)題還是沒有解決,這回徹底暈了,不知道從何入手了。第二天,又到現(xiàn)場(chǎng),這次改變以前的思路,既然是干擾,干擾電壓又是多少呢,是不是有交流電竄進(jìn)來(lái),帶著這些疑問(wèn)用萬(wàn)用表測(cè)了一下信號(hào)線的對(duì)地電壓是交流50多伏,將儀表斷電后,干擾電壓消失,問(wèn)題還是出在儀表上,用一根臨時(shí)線將儀表外殼和地線連在一起,一切問(wèn)題全解決了。后來(lái)才發(fā)現(xiàn)儀表的三孔電源插頭的地線,廠家配盤時(shí)沒有和地線連接畫個(gè)圖。說(shuō)明一下,在外殼有 麻電”感(設(shè)備未接地),如何保證USS通訊正常。'、UL1NJL2 *Vdc* * *r it itItIt16kHz電機(jī)外殼攝地電陰所有養(yǎng)頻器的PE接在一起. 畐石根菇玫場(chǎng)再接到'
11、;馳:rOiv524Va事實(shí)上,所百的10均有電蓉30JA5/ 當(dāng)轍入電說(shuō)和網(wǎng)地肖世扇同時(shí)再在接地電阻 或看設(shè)備根本汰接地,這時(shí)外殼對(duì)地有惑應(yīng)電壓° 誓FLC謝制塢皿旦就盅莖老電位匚等電蟄、 閤便不縣0電勢(shì),誦訊誓等仍鉄縣正審的.我認(rèn)為:要給用戶的設(shè)備,首先應(yīng)該做到這點(diǎn)。設(shè)備外殼即便有感應(yīng)電壓,仍可正常控制。因?yàn)椋サ敉?殼感應(yīng)電壓是一件容易的事情。反之,一套設(shè)備必須接地”才能正常運(yùn)轉(zhuǎn),總是留有隱患”-電氣成套方面的處理(低壓、電機(jī))電器成套主要使用的是強(qiáng)電設(shè)備,抗干擾能力不一樣的,我一般是通過(guò)分類,分成兩大類,一類是抗 干擾能力強(qiáng)的,一類是抗干擾能力弱的,抗干擾能力弱的和強(qiáng)的分別放
12、在不同的柜子里面,并且柜體 單獨(dú)接地,形成電磁場(chǎng)屏蔽保護(hù)。-控制系統(tǒng)的處理(PLC、人機(jī)界面、I/O信號(hào)、ET200)控制系統(tǒng)一般分為強(qiáng)電和弱電(220V以及220V以上的為強(qiáng)電),強(qiáng)電弱電能分開的盡量分開,實(shí)在 分不開的就要屏蔽;同時(shí)為了保證信號(hào)的穩(wěn)定,交流直流信號(hào)的0電勢(shì)點(diǎn)也要分開單獨(dú)接地;弱電的模擬量信號(hào)都使用屏蔽線,屏蔽層單獨(dú)接地;同時(shí)為了保證人身安全,操作臺(tái)的外殼和屏蔽層一起接 地。用戶人員將主電源配電箱中某個(gè)器件進(jìn)行操作時(shí)造成火線與零線短接,因?yàn)槲覀冇辛己玫慕拥叵到y(tǒng),不過(guò)因?yàn)槲覀児駜?nèi)跨接的接地線比較細(xì)承受不了如此的過(guò)載”最終我們主電源地線幸存,我們柜間地線互聯(lián)線犧牲。/quote這
13、樣太危險(xiǎn)了。如果電源有漏電保護(hù)開關(guān)應(yīng)該損失會(huì)小點(diǎn)的。對(duì)于屏蔽信號(hào)電纜接地,如果是高頻干擾時(shí),屏蔽層一端接地,如果是低頻干擾時(shí),兩端接地效果好一點(diǎn). 對(duì)接地的認(rèn)識(shí)也是一個(gè)受教訓(xùn)的過(guò)程。早期只是強(qiáng)調(diào)安全接地,這只是為了保護(hù)人生安全。電機(jī),電控柜 等的外殼接地,模擬信號(hào)的屏蔽層接地主要是為了防靜電干擾。隨著變頻器的大量應(yīng)用,高頻干擾增加, 使通訊口經(jīng)常燒毀,使我們不得不反思其原因。經(jīng)過(guò)多次的比較,我們還是采用在控制室墻外直接打地樁效果很好。要求接地樁至少是6根以上的50X50的角鋼,打入地下 3 米,并灌入鹽水,組成一個(gè)接地網(wǎng),再焊在一起用50mm2 的導(dǎo)線接到控制柜上的接地銅排。所有的現(xiàn)場(chǎng)接地都接
14、在上面。包括現(xiàn)場(chǎng)的操作位,都用不小于10mm2 導(dǎo)線接地。通過(guò)以上處理,近幾年以來(lái),有 10 來(lái)?xiàng)l生產(chǎn)線在使用,沒有發(fā)現(xiàn)通訊干擾問(wèn)題。 接地不能去除所有的干擾,但是盡可能的做到等電位。只要等電位做好,也就不可能再燒毀通信口了。 深度要求在永久性潮土壤以下 30cm ,。金屬板的材料通常為銅板,也可分為鐵板或鋼板。 不是埋在地里就 完事了,還要有化學(xué)降阻處理:調(diào)配降阻劑、澆灌降阻劑等。它用在土壤層超過(guò) 3m 厚的地方。金屬棒的材料為鋼或銅,直徑一般應(yīng)為 15mm 以上。為防止腐蝕、增大 接觸面積并承受打擊力,地樁通常采用較粗的鍍鋅鋼管。你也可以使用金屬棒作地樁, 其形成的地阻主要與金屬棒的長(zhǎng)度和
15、土壤情況有關(guān), 受直徑的影響不大。 金屬棒的長(zhǎng)度一般選擇 3m 以上。因?yàn)閱胃拥貥督拥仉娮栎^大,在實(shí)際使用中常將多根接地樁連成環(huán)形 或網(wǎng)格形,每?jī)筛貥堕g的距離一般要大于地樁長(zhǎng)度的 2 倍。先說(shuō)一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)吧: 我是半路被派到現(xiàn)場(chǎng)的,剛?cè)サ臅r(shí)候,發(fā)現(xiàn)壓力表的數(shù)據(jù)不穩(wěn)定,查看了一下,發(fā)現(xiàn)控制柜內(nèi)沒有接地, 雖然有線,但是處于懸空狀態(tài)。于是查看壓力表側(cè),將屏線纜的蔽層在壓力表側(cè)連接到設(shè)備(金屬儲(chǔ)罐),壓力的讀數(shù)穩(wěn)定了??墒请S著設(shè)備調(diào)試,又遇到了問(wèn)題,現(xiàn)場(chǎng)有幾臺(tái)變頻器,用的是 PROFIBUS 通訊控制,在同一條總線上, 還有另外一個(gè)廠家的智能控制器,所有設(shè)備都連接上之后,變頻器時(shí)常發(fā)生在運(yùn)行過(guò)程中報(bào)
16、警停機(jī),根據(jù) 報(bào)警信息是通訊方面的問(wèn)題。幾經(jīng)嘗試,開始懷疑是 2 種設(shè)備之間存在不兼容問(wèn)題,也就是懷疑可能是智 能控制器對(duì)變頻器有干擾。但是又覺得不是主要問(wèn)題,也沒有儀器可以檢測(cè),于是將問(wèn)題重點(diǎn)放在干擾的 處理上。既然系統(tǒng)內(nèi)沒有地線可用,于是在室外用金屬打了一個(gè)地樁,然后接了一條電纜進(jìn)來(lái),又在柜內(nèi) 做了細(xì)致的處理,將所有模塊、儀表、設(shè)備的信號(hào)地點(diǎn),以及 PLC 系統(tǒng)的 0V 點(diǎn),儀表線纜的屏蔽層,柜 子的殼體等等,通通連接到一起,用接進(jìn)來(lái)的地線,逐個(gè)柜子對(duì)殼體做了連接,同時(shí)將先前壓力表在設(shè)備 端的接地?cái)嚅_。經(jīng)過(guò)測(cè)試和實(shí)際使用,問(wèn)題都解決了。實(shí)際上,個(gè)人認(rèn)為,如果現(xiàn)場(chǎng)能夠處理好信號(hào)的接地,就是說(shuō)
17、有一條單獨(dú)的、可靠的接地線用,就將所有 涉及到的地方都接進(jìn)來(lái)。如果不能的話,就干脆都懸空。在處理接地以抗干擾的時(shí)候,有時(shí)是要防止某個(gè)/某些設(shè)備的線路不好,將干擾源帶到了系統(tǒng)中而影響了其它的儀表。從干擾來(lái)說(shuō),實(shí)際上包含 2 個(gè)方面,一方面是該設(shè)備對(duì)外界的干擾,一方面是防止外界的干擾。設(shè)備種類 多了的時(shí)候,很難保證這些設(shè)備能力都一樣。所以有時(shí)候可以去曲線救國(guó),將這些儀表、設(shè)備分類,比如 我前面說(shuō)的問(wèn)題,實(shí)際上我做過(guò)一個(gè)測(cè)試,又增加了一塊 CP342-5 ,將原來(lái)的一條 PROFIBUS 總線,分 成了 2 條,分別連接變頻器和智能控制器,實(shí)際證明,同樣可以解決問(wèn)題。還有一個(gè)例子就是我剛剛處理 的現(xiàn)
18、場(chǎng),變頻器動(dòng)力線和控制線施工時(shí)被放到了一起,而控制線中涉及到了我的24V 電源,這樣只要變頻器一運(yùn)行起來(lái),干擾信號(hào)直接干擾了我的 24V 電源質(zhì)量,從而將線路上根本不挨邊的模擬量電路影響了。 而用數(shù)字表根本測(cè)不出 24V 有什么問(wèn)題。 經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn), 最后我將該控制電纜涉及到的 24V 電源部分, 包 含不可分割的模塊部分的 24V 電源用另外一個(gè) 24V 電源供電,測(cè)試 OK 了。 單位因?yàn)橐黄嗭L(fēng)機(jī)漏油起火 ,把現(xiàn)場(chǎng)一些轉(zhuǎn)速、振動(dòng)探頭、前置器燒毀,后更換重新啟機(jī)。風(fēng)機(jī)正常轉(zhuǎn)速 7900 ,停機(jī)轉(zhuǎn)速 8250 ,但是升速到 7200 多的時(shí)候就停機(jī)了,開了三次都是這樣,高爐可等著要送風(fēng)啊,
19、影響生產(chǎn)。后來(lái)再開機(jī),拿轉(zhuǎn)速儀到現(xiàn)場(chǎng)測(cè)轉(zhuǎn)速,發(fā)現(xiàn)跟計(jì)算機(jī)的轉(zhuǎn)速大很多,轉(zhuǎn)速越大,相差也越大, 這又什么原因呢?探頭線性有問(wèn)題?換了還是一樣。 前置器有問(wèn)題, 換了問(wèn)題依舊。 PEAK150 參數(shù)又沒有 更改,問(wèn)題出在哪里呢?問(wèn)題肯定出在現(xiàn)場(chǎng),因?yàn)?,機(jī)放這一塊沒有動(dòng)過(guò)啊!后來(lái)一想,可能是屏蔽的問(wèn) 題,有干擾,導(dǎo)致信號(hào)不正常。順這一查,發(fā)現(xiàn),從前置器到 PEAK150 的電纜屏蔽線沒有接好! !重新仔 細(xì)接過(guò)好,開機(jī),一切正常!就一屏蔽線沒有接好,可影響生產(chǎn)好幾個(gè)小時(shí)啊,而且現(xiàn)場(chǎng)可是 40+ 的高溫??! 以下是我在考技師時(shí)寫的論文,請(qǐng)大家提出寶貴的意見PLC 控制系統(tǒng)的干擾與措施摘要: PLC 控
20、制系統(tǒng)的干擾將直接影響測(cè)量與控制精度,干擾嚴(yán)重導(dǎo)致失真與誤動(dòng)作,提高抗干擾能力, 能有效的提高 PLC 控制系統(tǒng)的安全運(yùn)行。關(guān)鍵詞:干擾源 接地干擾 措施 正確接地 隨著科學(xué)技 術(shù)的發(fā)展, PLC 在工業(yè)控制中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛 ,PLC 控制系統(tǒng)的可靠性直接影響到工業(yè)企業(yè)的安全生產(chǎn) 和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,系統(tǒng)的抗干擾能力是關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)可靠運(yùn)行的關(guān)鍵,自動(dòng)化系統(tǒng)中所使用的各種類型 PLC ,有的是集中安裝在控制室,有的是安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和各電機(jī)設(shè)備上,它們大多處在強(qiáng)電電路和強(qiáng)電設(shè)備所 形成的惡劣電磁環(huán)境中 ,要提高 PLC 控制系統(tǒng)可靠性,必須在項(xiàng)目設(shè)計(jì),安裝施工和使用維護(hù)中引起高度 重視,有效提高抗干擾
21、能力,對(duì)干擾的大體形成和抗干擾分四方面說(shuō)明。一、電磁干擾源及對(duì)系統(tǒng)的干擾 影響 PLC 控制系統(tǒng)的干擾源與一般影響工業(yè)控制設(shè)備的干擾源一樣, 大都產(chǎn)生在電流或電壓劇烈變化的部 位,如開關(guān)操作浪涌,大型設(shè)備的啟停,交直流傳動(dòng)裝置引起的諧波,電網(wǎng)短路引起暫態(tài)沖擊,和空間的 輻射電磁場(chǎng)( EMI )雷電、無(wú)線電廣播、電視、雷達(dá)、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備等產(chǎn)生的干擾,這些電荷劇烈移 動(dòng)的部位就是噪聲源,即干擾源。 按噪聲產(chǎn)生的原因不同,分為放電噪聲、浪涌噪聲、高頻振蕩噪聲等; 按噪聲干擾模式不同,分為共模干擾和差模干擾。共模干擾是信號(hào)對(duì)地的電位差,主要由電網(wǎng)串入、地電 位差及空間電磁輻射在信號(hào)線上感應(yīng)的共態(tài)(
22、同方向)電壓迭加所形成,這種共模干擾可為直流、亦可為交流。差模干擾是指作用于信號(hào)兩極間的干擾電壓,主要由空間電磁場(chǎng)在信號(hào)間耦合感應(yīng)及由不平衡電路轉(zhuǎn) 換共模干擾所形成的電壓,直接疊加在信號(hào)上,影響測(cè)量與控制精度。 二、接地系統(tǒng)混亂時(shí)的干擾主 要是各個(gè)接地點(diǎn)電位分布不均,不同接地點(diǎn)間存在地電位差,引起地環(huán)路電流,影響系統(tǒng)正常工作。例如 電纜屏蔽層必須一點(diǎn)接地,如果電纜屏蔽層兩端A、 B 都接地,就存在地電位差,有電流流過(guò)屏蔽層,當(dāng)發(fā)生異常狀態(tài)如雷擊時(shí),地線電流將更大。此外,屏蔽層、接地線和大地有可能構(gòu)成閉合環(huán)路,在變化磁 場(chǎng)的作用下,屏蔽層內(nèi)有會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流,通過(guò)屏蔽層與芯線之間的耦合,干擾信號(hào)回
23、路, 若系統(tǒng)地與其它接地處理混亂, 所產(chǎn)生的地環(huán)流就可能在地線上產(chǎn)生不等電位分布, 影響 PLC 內(nèi)邏輯電路和模擬電路的正 常工作,邏輯地電位的分布干擾容易影響 PLC 的邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)存貯,造成數(shù)據(jù)混亂、程序跑飛或死機(jī), 模擬地電位的分布將導(dǎo)致測(cè)量精度下降,引起對(duì)信號(hào)測(cè)控的嚴(yán)重失真和誤動(dòng)作。三、主要抗干擾措施采用在線式不間斷供電電源( UPS )供電,提高供電的安全可靠性 ,并且 UPS 還具有較強(qiáng)的干擾隔離性能, 是一種PLC控制系統(tǒng)的理想電源。為了減少動(dòng)力電纜輻射電磁干擾,尤其是變頻裝置饋電電纜,應(yīng)采用銅鎧裝屏蔽電力電纜,降低動(dòng)力線產(chǎn)生的電磁干擾。不同類型的信號(hào)分別由不同電纜傳輸,信號(hào)電
24、纜 應(yīng)按傳輸信號(hào)種類分層敖設(shè),嚴(yán)禁用同一電纜的不同導(dǎo)線同時(shí)傳送動(dòng)力電源和信號(hào),避免信號(hào)線與動(dòng)力電 纜靠近平行敖設(shè),以減少電磁干擾。 四、正確選擇接地點(diǎn),完善接地系統(tǒng)接地的目的通常有兩個(gè),其一為了安全, 其二是為了抑制干擾。 完善的接地系統(tǒng)是 PLC 控制系統(tǒng)抗電磁干擾的重要措施之一。PLC控制系統(tǒng)接地線采用一點(diǎn)接地和串聯(lián)一點(diǎn)接地方式, 集中布置的 PLC 系統(tǒng)適于并聯(lián)一點(diǎn)接地方式, 各裝置 的柜體中心接地點(diǎn)以單獨(dú)的接地線引向接地極,如果裝置間距較大,應(yīng)采用串聯(lián)一點(diǎn)接地方式,用一根大 截面銅母線(或絕緣電纜)連接各裝置的柜體中心接地點(diǎn),然后將接地母線直接連接接地極,接地線采用 截面大于22mm2
25、的銅導(dǎo)線,總母線使用截面大于 60mm2的銅排,接地極的接地電阻小于 2Q,接地極最 好埋在距建筑物1015m遠(yuǎn)處,而且PLC系統(tǒng)接地點(diǎn)必須與強(qiáng)電設(shè)備接地點(diǎn)相距10m以上。信號(hào)源接地時(shí),屏蔽層應(yīng)在信號(hào)側(cè)接地,不接地時(shí),應(yīng)在 PLC 側(cè)接地,信號(hào)線中間有接頭時(shí),屏蔽層應(yīng)牢固連接并進(jìn) 行絕緣處理,一定要避免多點(diǎn)接地,多個(gè)測(cè)點(diǎn)信號(hào)的屏蔽雙絞線與多芯對(duì)絞總屏電纜連接時(shí),各屏蔽層應(yīng) 相互連接好,并經(jīng)絕緣處理,選擇適當(dāng)?shù)慕拥靥巻吸c(diǎn)接點(diǎn)。結(jié)束語(yǔ) :PLC 控制系統(tǒng)中的干擾是一個(gè)十分復(fù)雜的問(wèn)題,因此在抗干擾設(shè)計(jì)中應(yīng)綜合考慮各方面的因素,合理有效地抑制抗干擾,才能 夠使 PLC 控制系統(tǒng)正常工作。因?yàn)闅v史遺留問(wèn)
26、題,國(guó)內(nèi)很多現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境是非常糟糕的,最主要的問(wèn)題往往是現(xiàn)場(chǎng)沒有良好的接地線,常 常是地零合一,在安全和干擾上造成困擾。我接觸過(guò)的進(jìn)口設(shè)備和儀器在安裝條件上都提出了要求:獨(dú)立 的、良好的接地線,對(duì)地電阻不小于 4 歐姆。但是在很多單位都難以做到這一點(diǎn)。我曾經(jīng)在一家研究所調(diào) 試一臺(tái)設(shè)備,主機(jī)是 S7-200 ,四路模擬量處理;其中兩路是高阻或弱信號(hào)傳感器,均作了隔離。在本部調(diào) 試時(shí)一切正常;可是一到現(xiàn)場(chǎng)高阻一路總是溢出。拿回本部還是正常。后來(lái)了解到,該單位附近有個(gè)電臺(tái), 而且供電系統(tǒng)的所謂地線實(shí)際上是與零線共在一起。后來(lái)在我方的一再要求下,重新打了接地樁;我們也 調(diào)整了內(nèi)部的共地點(diǎn),扯了幾個(gè)月的問(wèn)
27、題才算解決。接地是解決 EMC 問(wèn)題的最主要的手段之一,在工控和日常生活都有著廣泛的應(yīng)用 :1. 接地和接零應(yīng)該是兩個(gè)概念,不可混為一談,如果N 線斷路, N 線將帶電,這一點(diǎn)大家應(yīng)該都知道,這種情況下如果把 N 線和地線接到一起,地線也將帶電,這種情況下地線不但沒有起到保護(hù)的作用,反而充 當(dāng)了最大的干擾源,成了罪魁禍?zhǔn)祝?. 家用電器接地也至關(guān)重要,一是為了防止漏電(盡管有漏電保護(hù)開關(guān))使電器外殼或其他部件帶電,二 是為了防止感應(yīng)電使外殼或其他部件帶電,若沒有接地,極有可能對(duì)人身造成傷害,尤其是對(duì)抵抗力弱的 老人和小孩,我家房子裝修時(shí)我特意囑咐了水電師傅不要忘了布地線的3. 我前段時(shí)間做 A
28、BB ACS550 變頻器(共 7 臺(tái))和 CP342-5 的 PROFIBUS-DP 網(wǎng)絡(luò)時(shí)就遇到接地干擾問(wèn) 題,現(xiàn)象如下:供電電源為一三相插座從墻上插孔引線,只接了三根相線沒有接地線,單臺(tái)變頻器連接都 沒有什么問(wèn)題 ,用 CP342-5 連時(shí)只能連接上 3臺(tái),僅有一次連接上了 4臺(tái);用 CPU315-2DP 連接時(shí)可以連 接上 5臺(tái)且較為穩(wěn)定,但剩下 2 臺(tái)無(wú)論如何都連接不上,因?yàn)楫?dāng)時(shí)電柜是放在木腳架上的,沒有固定在地 上,試圖找過(guò)很多方面的原因,變頻器的參數(shù)也設(shè)置了 N 多次,我也想過(guò)接地方面的問(wèn)題,只是不是很相 信,最后沒有辦法重新引了一條地線( 2.5mm2) ,問(wèn)題全部得到了解決,
29、怎么連接都沒有問(wèn)題了,這次事 件對(duì)我教訓(xùn)很大; 接地不好引起的問(wèn)題很多 ,我個(gè)人在處理時(shí)就有幾個(gè)小例子拿來(lái)與大家談?wù)撘幌?1. PLC 為 S7-300,315CPU 與五臺(tái) MM440, 兩臺(tái) 6RA70 和三個(gè)子站組成的 DP 網(wǎng) ,在操作臺(tái)什么開關(guān)不動(dòng) 時(shí),PLC運(yùn)行正常,變頻器一啟動(dòng),PLC死機(jī),之后自動(dòng)啟動(dòng)正常,不能正常生產(chǎn),在"靜態(tài)"時(shí)診斷,一切正常,找了 好久沒有找到原因 ,最近查屏蔽 ,把所有的子站 ,包括變頻器的通信線各個(gè)用 2.5MM 的線分別在不同地方接近 之后正常 .這是應(yīng)叫多點(diǎn)接近了吧 .2. 一系統(tǒng)為四個(gè)子站 ,7 臺(tái) 70 變頻器,其中一個(gè)子站
30、一投入運(yùn)行 ,其余三個(gè)子站立即停車 .該子站直接連 PLC 的CPU,換了 N多個(gè)連接器,通信線,后來(lái)還是用上面的多點(diǎn)不同地接地處理好的 .問(wèn)題解決了,但是因?yàn)槟抢?引起的卻沒有找到 .3. 現(xiàn)在有一問(wèn)題至今天沒有解決,就是 2 中說(shuō)的系統(tǒng) ,也是那個(gè)子站 ,只要那個(gè)子站停電 ,最后一個(gè)子站 ,則與PLC 連的一個(gè)變頻器就報(bào) F082 通信故障 .不停電一切正常 .只要停電 ,送電后 ,則必須復(fù)位才能正常 .還望大家 說(shuō)說(shuō)自己的看法.說(shuō)明一點(diǎn),現(xiàn)在該子站兩端均接地,通信線檢查了,好的,就是與PLC遠(yuǎn)點(diǎn),只是I/O信號(hào). 接地的討論在這幾日我又看到了熱點(diǎn)的升華。從中真正的學(xué)到了很多以前沒有真正理
31、解的道理。樓上YMING 大俠的分析講解更加透徹, 可以說(shuō)從理論結(jié)合實(shí)際分析了電磁干擾。 當(dāng)前的控制系統(tǒng)很難回避電磁 干擾以及各種干擾源。因在布線時(shí)大多涉及到強(qiáng)電與弱電共存,從布線角度來(lái)說(shuō)盡可能信號(hào)線采用屏蔽電 纜走線方式回避與強(qiáng)電接觸?;乇芨蓴_源。在特殊設(shè)備應(yīng)用中采用雙絞線來(lái)抗干擾或單獨(dú)走一根鐵管做全 面屏蔽在應(yīng)用當(dāng)中我也的確用過(guò)。效果還是不錯(cuò)的。只是為安裝增加了工作量。如:一次我們應(yīng)用一種專 機(jī)設(shè)備,采用大功率變頻器。其干擾程度對(duì)其他信號(hào)線產(chǎn)生了很大的干擾。在實(shí)在沒辦法的情況下,我們 將變頻器單獨(dú)取出放在一個(gè)專用控制柜內(nèi)。其走線全部采用屏蔽單獨(dú)走線。終于消除了干擾。如:做一專 用纏繞設(shè)備,系統(tǒng) 840D 采用溫度控制加熱器。但是溫控器對(duì)外界干擾非常敏感。在驅(qū)動(dòng)正常準(zhǔn)備好后溫 控器顯示錯(cuò)誤報(bào)警。 在將其走線正常屏蔽接地
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