Vystantis visuomenei ir nuolat progresuojant mokslui bei technologijoms, DCS/PLC ir kita automatikos įranga vis plačiau naudojama pramonės valdyme. Tokių valdymo sistemų patikimumas tiesiogiai veikia saugią pramonės įmonių gamybą ir ekonomišką veiklą, todėl sistemos atsparumas trukdžiams yra raktas į patikimą visos sistemos veikimą. Šiuo metu, plečiantis įrangos įvairovei, trikdžių problema tampa vis ryškesnė. Vis daugiau dėmesio sulaukia ir tai, kaip efektyviai pašalinti automatinio valdymo trukdžius ir jiems atsispirti. Šiame straipsnyje tik trumpai analizuojamos dažniausios automatikos valdymo sistemos trikdžių problemos ir tikimasi, kad tai gali jums padėti.
Įvairių tipų DCS/PLC ir kitoje automatikos įrangoje naudojama automatizavimo sistema, dalis centralizuotai įrengiama valdymo patalpoje, dalis – gamybos vietoje ir įvairi variklinė įranga, kurios dauguma yra atšiaurioje elektromagnetinėje aplinkoje, kurią sudaro stiprios elektros grandinės ir stipri elektros įranga. Siekiant pagerinti tokio tipo valdymo sistemos patikimumą, būtina pašalinti visus trukdžius, kad būtų veiksmingai užtikrintas patikimas sistemos veikimas.
PLC / DCS valdymo sistema pagrindiniuose elektromagnetinių trukdžių šaltiniuose
1. Radiaciniai trukdžiai iš kosmoso
Kosmoso spinduliuotės elektromagnetinis laukas (EMI) daugiausia yra iš elektros tinklo, elektros įrangos, pereinamųjų procesų, žaibo, radijo transliacijų, televizijos, radaro, aukšto{0}}dažnio indukcinio šildymo įrangos ir kt., paprastai žinomas kaip spinduliuotės trukdžiai, jo paskirstymas yra labai sudėtingas. Jei PLC / DCS sistema yra radijo dažnio lauke, ji gaus spinduliuotės trukdžius, jos poveikis daugiausia vyksta dviem keliais; vienas yra tiesiogiai į DCS / PLC vidinę spinduliuotę, grandinės trukdžių induktyvumu; antrasis yra į DCS / PLC ryšio tinklo spinduliuotę, ryšio linijos įvestas trukdžių indukcija. Spinduliuotės trukdžių ir lauko įrangos išdėstymas ir įranga, kurią sukuria elektromagnetinio lauko dydis, ypač dažnis, paprastai nustatant ekranuotus kabelius ir sistemos vietinį ekranavimą bei aukštos -įtampos apsaugos komponentus apsaugai.
2. Laidieji trukdžiai iš laido, esančio už sistemos ribų
Daugiausia įvedant maitinimo ir signalo linijas, paprastai vadinamas laidumo trukdžiais. Tokio pobūdžio trukdžiai yra rimtesni mūsų pramoninėje teritorijoje.
A. Maitinimo šaltinio trikdžiai
Praktika parodė, kad maitinimo trikdžiai, kuriuos sukelia PLC/DCS valdymo sistemos įvedimas, daugeliu atvejų sugenda.PLC/DCS sistema įprasto maitinimo šaltinio iš elektros tinklo maitinimo šaltinio. Dėl plačios elektros tinklo aprėpties bus veikiami visi kosminiai elektromagnetiniai trukdžiai. O linijoje indukuota įtampa ir srovė, ypač keičiantis tinkle, perjungimo operacijos viršįtampis, didelės galios įrangos paleidimas ir sustabdymas, kintamosios srovės ir nuolatinės srovės besisukantys įtaisai, kuriuos sukelia harmonikų, tinklo trumpojo jungimo pereinamasis smūgis ir kt., perdavimo linija perduodami į maitinimo šaltinio pusę. Sistemos maitinimo šaltinis dažniausiai naudoja izoliuotą maitinimo šaltinį, tačiau jo mechanizmas ir gamybos proceso veiksniai lemia, kad jo izoliacija nėra ideali. Tiesą sakant, dėl paskirstytų parametrų, ypač paskirstytos talpos, absoliuti izoliacija neįmanoma.
B. Signalo linijos įvedimo trikdžiai
PLC/DCS valdymo sistema prijungta prie įvairių tipų signalų perdavimo linijų, be efektyvių signalų perdavimo, visada bus išorinių trukdžių signalų įsilaužimas. Šie trukdžiai daugiausia turi du būdus: vienas yra per siųstuvą arba bendrą signalo prietaisų maitinimo eilutę į tinklo trukdžius, kurie dažnai ignoruojami; antrasis yra signalo linija erdvės elektromagnetinės spinduliuotės indukcijos trukdžių, tai yra, signalo linija dėl išorinių indukcijos trukdžių, kurie yra labai rimti. Perdavimo signalo sukeliami trukdžiai sukels nenormalų įvesties / išvesties signalo veikimą, o matavimo tikslumas labai sumažės, o rimtais atvejais sugadins komponentus. Dėl prastos sistemos izoliacijos tai taip pat sukels abipusius signalų trukdžius, dėl kurių atsiras bendros žemės sistemos magistralės atgalinis srautas, dėl kurio pasikeis loginiai duomenys, pasikeis klaidos ir įvyks gedimas. PLC / DCS valdymo sistema dėl signalo trukdžių, kuriuos sukelia įvesties / išvesties modulio pažeidimas, yra gana rimtas, dėl kurio atsiranda daug sistemos gedimų.
3. Nuo įžeminimo sistemos painiavos, kai trukdžiai
Įžeminimas yra viena iš veiksmingų priemonių elektroninės įrangos elektromagnetiniam suderinamumui (EMC) pagerinti. Teisingas įžeminimas, kad būtų slopinamas elektromagnetinių trukdžių poveikis, bet ir trukdytų įrangai išoriniam pasauliui siųsti trukdžius; ir neteisingas įžeminimas, tačiau sukels rimtų trikdžių signalus, todėl PLC / DCS sistema negalės tinkamai veikti. DCS / PLC valdymo sistemos įžeminimas, įskaitant sistemos įžeminimą, ekranuotą įžeminimą, kintamosios srovės įžeminimą ir apsauginį įžeminimą ir pan. Įžeminimo sistemos painiavos dėl DCS / PLC sistemos trikdžių daugiausia yra netolygus kiekvieno įžeminimo taško potencialo pasiskirstymas, įžeminimo potencialo skirtumas tarp skirtingų įžeminimo taškų, todėl įžeminimo kilpos srovė turi įtakos normaliam sistemos veikimui. Pavyzdžiui, kabelio ekranas turi būti įžeminimo taškas, jei kabelio ekrano galai A, B yra įžeminti, yra įžeminimo potencialų skirtumas, per ekraną teka srovė, kai atsiranda anomalijų plius žaibo smūgis, įžeminimo srovė bus didesnė.
Be to, ekranavimo sluoksnis, įžeminimo laidas ir įžeminimas gali sudaryti uždarą kilpą, veikiant kintančiam magnetiniam laukui, ekranavimo sluoksnyje, per ekranavimo sluoksnį ir šerdies laidą tarp konvergencijos, bus indukuotos srovės, trukdys signalo kilpai. Jei sistemos įžeminimas ir kitas įžeminimo apdorojimas supainioja, dėl susidariusios įžeminimo kilpos potencialas gali pasiskirstyti nevienodai, o tai gali turėti įtakos normaliam PLC loginės ir analoginės grandinės veikimui. PLC loginės įtampos trukdžių tolerancija yra maža, įžeminimo potencialo pasiskirstymo trukdžių logika gali turėti įtakos DCS / PLC skaičiavimų ir duomenų saugojimo logikai, todėl gali sutrikti duomenų, programa veikia arba sugenda. Dėl analoginio įžeminimo potencialo pasiskirstymo sumažės matavimo tikslumas, sukeldamas rimtus signalo matavimo ir valdymo iškraipymus bei klaidingus veiksmus.
4. Iš DCS / PLC sistemos trukdžių
Daugiausia sistemos komponentų ir grandinių tarpusavio elektromagnetinės spinduliuotės generuojamos, pavyzdžiui, loginės grandinės spinduliuoja viena kitą ir jos poveikį analoginei grandinei, analoginei žemei ir loginiam įžeminimui bei abipusės komponentų įtakos ir tarpusavio neatitikimo naudojimui. Visa tai priklauso DCS / PLC sistemos gamintojui pagal elektromagnetinio suderinamumo projektavimo turinį, sudėtingesnis, nes departamento pritaikymas negali keistis, negali būti per daug svarstyti, o pasirinkti sistemą su didesne taikymo praktika arba po bandymo.
Dažnas trukdžių reiškinys ir sprendimo metodas
Fenomenas:
A. Kai sistema siunčia komandas, variklis sukasi nereguliariai.
B. Kai signalas lygus nuliui, skaitmeninės rodymo lentelės reikšmė chaotiškai šokinėja.
C. jutiklio darbas, DCS/PLC surinkti signalai ir realūs parametrai atitinkantys signalo reikšmę nesutampa, o paklaidos reikšmė atsitiktinė, nereguliari; D, ir kintamosios srovės servosistema, turinti tą patį maitinimo šaltinį (tas pats maitinimo šaltinis), tą patį maitinimo šaltinį (tas pats maitinimo šaltinis), tą patį maitinimo šaltinį (tas pats maitinimo šaltinis).
D. ir kintamosios srovės servosistemos turi tą patį maitinimo šaltinį (pvz., monitoriai ir pan.), neveikia tinkamai.
Teismo sprendimo veiksmai yra tokie:
A. su multimetru kintamosios srovės pavara, aptikdama priėmimo prievadą, pvz., trukdžius, sukurs kintamosios srovės signalą. Jei šis signalas nėra didelis, signalo gavimas yra labai mažas, beveik jokio poveikio. Jei šis kintamosios srovės signalas yra didelis, tai turės įtakos vertei, reikia ieškoti būdų, kaip išspręsti.
B. pamatyti, ar uosto pabaigoje žemės? Jei įžemintas, ar yra kabo, ar prastas įžeminimas. Multimetru išmatuokite įtampos skirtumą tarp prievado ir žemės (gali būti sistemos įžeminimas, gali būti ir signalo įžeminimas). Jei yra kintamoji įtampa, tai reiškia, kad yra trukdžių, jei nėra kintamosios srovės įtampos, yra nuolatinės srovės įtampos skirtumas. Šis įtampos skirtumas yra didelis, turintis įtakos sistemai; skirtumas nedidelis, poveikis nedidelis ir nereikšmingas.
C. ir tada pažiūrėkite, ar ekranavimo sluoksnis įžemintas, ar vienas įžeminimo taškas, ar dvigubas{1}}taškas? Paprastai vieno-taško įžeminimas.
Geresnis ir paprastesnis sistemos trikdžių sprendimas
(1) stiprūs elektros trukdžiai:
Instrumentų signalai, DCS/PLC valdymo signalai yra silpni, pažeidžiami stiprių elektros trukdžių. Todėl, atsižvelgiant į spintos laidų (kabelių tranšėjoje, kabelių lovelyje, per vamzdį ir kitus klojimo būdus), ryšių linijų, signalinių linijų, valdymo linijų ir kitų silpnų elektros signalų reikalavimus toliau nuo stiprios galios, atstumas turi būti ne mažesnis kaip 20 cm. kabelių tranšėjos daugiasluoksnis-sluoksnis, silpno kabelio klojimo toliau esančiame stipriame kabelyje reikalavimai.
(2) kabineto trukdžiai:
DCS/PLC sistemos negalima montuoti su aukštos{0} įtampos elektros prietaisais tame pačiame jungiklyje, PLC išvestis naudojant tarpines reles, kad būtų galima atskirti išorinius perjungimo signalus. Jei vietos sąlygos, įvesties signalas negali būti veiksmingai izoliuotas nuo stipraus kabelio, turimos mažos relės, skirtos įvesties perjungimo signalams izoliuoti. Žinoma, DCS/PLC įvesties signalų iš valdymo spintos ir įvesties signalų netoli nuo valdymo spintos paprastai nereikia izoliuoti relėmis.
Valdymo spintoje yra daug signalinių linijų. Jei laidai yra chaotiški, tai sukels įrangos gedimą, tačiau tai gana varginanti patikrinti. Taigi projektuojant valdymo spintą reikėtų atsižvelgti į šią situaciją, įranga išdėstyta sluoksniais, išlygiavimas yra aiškus. Rinkiniai, PLC senos ir aukštos{3}}elektros linijos atskiros linijos, pvz., turi būti toje pačioje plyšyje, atskiri kintamosios srovės linijų pluoštai, nuolatinės srovės linijos, kaip leidžia sąlygos, geriausias lizdų išlygiavimas ir kuo didesnis erdvinis atstumas bei stengiamasi kuo labiau sumažinti trikdžius. Skirtingoms signalų linijoms geriausia nenaudoti to paties kištuko adapterio, pvz., turi būti naudojamas tas pats kištukas, naudoti atsarginį gnybtą arba įžeminimo gnybtą jas atskirti, kad būtų sumažinti abipusiai trukdžiai.
PLC negalima montuoti toje pačioje skirstomojoje spintoje su aukštos{0}} įtampos elektros prietaisais, spintoje PLC turi būti toliau nuo maitinimo linijos (atstumas tarp jų turi būti didesnis nei 200 mm). Kai PLC sumontuotas toje pačioje spintoje, indukcinės apkrovos, tokios kaip relės, kontaktoriaus ritės, turi būti jungiamos lygiagrečiai su RC lanko panaikinimo grandine.
(3) Signalo linijos anti-trukdžiai
Signalų linijos atlieka signalų aptikimą ir valdymo signalų perdavimą, perdavimo kokybė tiesiogiai veikia visos valdymo sistemos tikslumą, stabilumą ir patikimumą. Signalo linijos trukdžiai daugiausia kyla iš elektromagnetinės spinduliuotės erdvės, diferencinio režimo trukdžių ir bendrojo režimo trukdžių.
Diferencialinio režimo trukdžiai reiškia signalo linijos, esančios ant trikdžių signalo, matavimą, dažniausiai tai yra didesnio dažnio kintamieji signalai, kurių šaltinis paprastai yra susietieji trukdžiai. Įprasto režimo trukdžių slopinimo būdai yra šie:
A. įvesties grandinėje, prijungtoje prie RC filtro arba dvigubo T filtro.
B. pabandykite naudoti dvigubo integralo tipo A/D keitiklį, nes dėl šio integratoriaus darbo ypatybių jis turi tam tikrą vaidmenį šalinant aukšto dažnio trukdžius:
C. įtampos signalas paverčiamas srovės signalu ir tada perduodamas.
Bendrojo -režimo trikdžiai yra dažnas trikdžių signalas signalo linijoje, kurį paprastai sukelia išmatuoto signalo įžeminimo gnybtas ir valdymo sistemos įžeminimo gnybtas. Yra tam tikras potencialų skirtumas, kurį sukelia šie trukdžiai dviejose ciklo signalo linijose, amplitudė iš esmės yra lygi atvejo atveju, naudojant aukščiau pateiktą metodą negalima pašalinti ar nuslopinti. Metodai yra tokie:
A. naudojant dvigubą diferencialinį įvesties diferencialinį stiprintuvą, šis stiprintuvas turi labai aukštą bendro režimo atmetimo koeficientą;.
B. įvesties linija naudojant suvytą vielą, suvyta viela gali sumažinti bendro režimo trukdžius, o jo indukcija panaikina viena kitą.
C. optoelektroninės izoliacijos metodo naudojimas gali pašalinti bendrojo režimo trukdžius;
D. ekranuoto laido naudojimas ir vienpusis įžeminimas.
Kad išvengtumėte signalo iškraipymo, atkreipkite dėmesį į didesniu atstumu perduodamų signalų varžos atitiktį.
Perjungimo signalai (pvz., mygtukai, ribiniai jungikliai, artumo jungikliai ir kiti pateikiami signalai) paprastai neturi specialių reikalavimų kabeliui, galite naudoti bendrą kabelį, signalo perdavimo atstumą, galite naudoti ekranuotą kabelį.
Analoginiams signalams ir didelės spartos{0}}signalo linijoms (tokioms kaip impulsų jutikliai, skaitmeninio skaičiavimo diskas ir kiti pateikiami signalai) reikia pasirinkti ekranuotą kabelį.
Ryšio kabeliams reikalingas didelis patikimumas, kai kurių ryšio kabelių signalo dažnis yra labai aukštas, paprastai reikia pasirinkti PLC gamintoją, kad pateiktų specialius kabelius, reikalavimai nėra aukšti ar žemi signalo dažniai, taip pat galite pasirinkti vytos poros kabelį su ekranavimu, tačiau kokybė turėtų būti gera.