Cutler Hammer 87-01368-01
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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。
3.1 采用性能优良的电源,抑制电网引入的干扰
在控制系统中,电源占有极重要的地位。电网干扰串入控制系统主要通过PLC系统的供电电源(如CPU 电源、I/O 电源等)、变送器供电电源和与PLC系统具有直接电气连接的仪表供电电源等耦合进入的。现在,对于 PLC 系统供电的电源,一般都采用隔离性能较好电源,而对于变送器供电的电源和 PLC 系统有直接电气连接的仪表的供电电源,并没受到足够的重视,虽然采取了一定的隔离措施,但普遍还不够,主要是使用的隔离变压器分布参数大,抑制干扰能力差,经电源耦合而串入共模干扰、差模干扰。所以,对于变送器和共用信号仪表供电应选择分布电容小、抑制带(如:使用北京平和公司隔离配电器),可以减少 PLC 系统的干扰。此外,位保证电网馈点不中断,可采用在线式不间断供电电源(UPS)供电,提高供电的安全可靠性。并且UPS 还具有较强的干扰隔离性能,是一种PLC控制系统的理想电源。
3.2 电缆敷设
为了减少动力电缆辐射电磁干扰,尤其是变频装置馈电电缆。笔者在某工程中,采用了铜带铠装屏蔽电力电缆,从而降低了动力线生产的电磁干扰,该工程投产后取得了满意的效果。不同类型的信号及控制电缆分别由不同电缆传输,信号电缆应按传输信号种类与动力电缆分层敖设,严禁用同一电缆的不同导线同时传送动力电源和信号,以减少电磁干扰。另外对于信号电缆及控制电缆应采用屏蔽电缆
3.3 硬件滤波及软件抗干扰措施
信号在接入计算机前,在信号线与地间并接电容,以减少共模干扰;在信号两极间加装滤波器可减少差模干扰。由于电磁干扰的复杂性,要根本消除迎接干扰影响是不可能的,因此在PLC 控制系统的软件设计和组态时,还应在软件方面进行抗干扰处理,进一步提高系统的可靠性。常用的一些措施:数字滤波和工频整形采样,可有效消除周期性干扰;定时校正参考点电位,并采用动态零点,可有效防止电位漂移;采用信息冗余技术,设计相应的软件标志位;采用间接跳转,设置软件陷阱等提高软件结构可靠性。
4 正确选择接地点,完善接地系统
发电厂控制系统的接地对控制系统抗干扰尤为重要,接地方式的好坏将直接影响控制系统的性能。接地的目的通常有两个,其一为了安全,其二是为了抑制干扰。完善的接地系统是控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。系统接地方式有:浮地方式、直接接地方式和电容接地三种方式。