1, tổng quan
Với sự phát triển của khoa học và công nghệ, PLC trong kiểm soát công nghiệp ngày càng được sử dụng rộng rãi hơn. Độ tin cậy của hệ thống kiểm soát PLC ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động sản xuất và kinh tế an toàn của các doanh nghiệp công nghiệp, khả năng chống lại sự can thiệp của hệ thống có liên quan đến hoạt động đáng tin cậy của toàn bộ hệ thống là chìa khóa. Hệ thống tự động hóa được sử dụng trong các loại PLC khác nhau, một số được lắp đặt tập trung trong phòng điều khiển, một số được lắp đặt trong trang web sản xuất và một loạt các thiết bị vận động, hầu hết đều nằm trong mạch điện mạnh mẽ và thiết bị điện mạnh được hình thành bởi điện từ khắc môi trường. Để cải thiện độ tin cậy của hệ thống điều khiển PLC, các nhà thiết kế chỉ hiểu trước các giao thoa khác nhau để đảm bảo hiệu quả hoạt động đáng tin cậy của hệ thống.
2, Nguồn can thiệp điện từ và nhiễu với hệ thống
Tác động đến sự can thiệp của hệ thống điều khiển PLC từ tác động chung của thiết bị kiểm soát công nghiệp, cùng một nguồn nhiễu, chủ yếu được tạo ra ở các phần của sự thay đổi mạnh mẽ hoặc điện áp trong các phần của điện tích để di chuyển dữ dội là nguồn gốc của tiếng ồn, tức là , nguồn gây nhiễu.
Các loại nhiễu thường được tạo ra bởi nguyên nhân gây nhiễu, các mẫu nhiễu nhiễu và bản chất dạng sóng nhiễu của các bộ phận khác nhau. Trong số đó: Theo các lý do khác nhau để tạo tiếng ồn, nó được chia thành tiếng ồn xả, tiếng ồn tăng, tiếng ồn dao động tần số cao, v.v .; Theo các dạng sóng và tính chất khác nhau của nhiễu, nó được chia thành nhiễu liên tục, tiếng ồn episodic, v.v .; Theo các chế độ khác nhau của nhiễu âm, nó được chia thành nhiễu chế độ chung và nhiễu chế độ khác biệt. Giao thoa chế độ chung và nhiễu chế độ vi phân là một phương pháp phân loại được sử dụng phổ biến hơn. Giao thoa chế độ chung là tín hiệu cho sự khác biệt tiềm năng mặt đất, chủ yếu bởi chuỗi lưới điện vào sự khác biệt tiềm năng mặt đất và bức xạ điện từ không gian trong đường tín hiệu gây ra bởi điện áp trạng thái chung (cùng hướng) được gửi để thêm sự hình thành. Điện áp chế độ chung đôi khi lớn hơn, đặc biệt là với hiệu suất cách ly kém của phòng cung cấp năng lượng điện, điện áp chế độ phổ biến tín hiệu đầu ra của máy phát thường cao hơn, một số có thể cao tới 130V trở lên. Điện áp chế độ chung thông qua mạch không đối xứng có thể được chuyển đổi thành điện áp chế độ vi sai, ảnh hưởng trực tiếp đến tín hiệu đo và điều khiển, dẫn đến thiệt hại thành phần (đây là lý do tại sao một số tốc độ thiệt hại mô -đun I / O của hệ thống cao), biến đổi chế độ chung này có thể là DC, cũng có thể là AC. Giao thoa chế độ vi sai đề cập đến tín hiệu giữa các cực của điện áp nhiễu, chủ yếu là trường điện từ trong khoảng cách giữa độ tự cảm khớp nối tín hiệu và mạch không cân bằng để chuyển đổi biến đổi chế độ chung được hình thành bởi điện áp, cho phép sự chồng chất trực tiếp của tín hiệu , ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác đo lường và kiểm soát.
3, Nguồn chính của nhiễu điện từ trong hệ thống điều khiển PLC là gì?
(1) Giao thoa bức xạ từ không gian:
Trường điện từ bức xạ không gian (EMI) chủ yếu được tạo ra bởi mạng điện, thiết bị điện, quy trình thoáng qua, sét, phát thanh phát thanh, tivi, radar, thiết bị gia nhiệt cảm ứng tần số cao, v.v., thường được gọi là nhiễu bức xạ, phân phối của nó là Vô cùng phức tạp. Nếu hệ thống PLC được đặt trong trường tần số vô tuyến, nó được tái chế vào nhiễu bức xạ, tác động của nó chủ yếu là thông qua hai đường dẫn; Một là trực tiếp đến bức xạ bên trong PLC, bởi độ tự cảm mạch của nhiễu; nhưng thay vào đó là giao tiếp PLC trong mạng lưới bức xạ, bởi sự tự cảm của đường truyền thông được giới thiệu bởi sự can thiệp. Giao thoa bức xạ với bố cục và thiết bị thiết bị hiện trường được tạo ra bởi kích thước của trường điện từ, đặc biệt là tần số, thường thông qua thiết lập cáp được che chắn và các bộ phận bảo vệ cục bộ PLC và các thành phần cứu trợ cao thế để bảo vệ.
(2) Từ hệ thống bên ngoài nhiễu chì:
Chủ yếu thông qua các dòng cung cấp điện và tín hiệu được giới thiệu, thường được gọi là nhiễu dẫn. Loại can thiệp này nghiêm trọng hơn trong trang web công nghiệp của chúng tôi.
(3) Sự can thiệp từ nguồn điện:
Thực tiễn đã chỉ ra rằng sự can thiệp gây ra bởi sự ra đời của sự cố hệ thống kiểm soát PLC cung cấp điện trong nhiều trường hợp, tôi đã gặp phải trong một bản gỡ lỗi dự án, và sau đó thay thế hiệu suất cô lập của nguồn điện PLC cao hơn, vấn đề được giải quyết.
Nguồn điện bình thường của hệ thống PLC được cung cấp bởi lưới điện. Do độ bao phủ rộng của lưới điện
Sẽ phải chịu tất cả các giao thoa điện từ không gian và cảm ứng của điện áp và mạch trên đường dây. Đặc biệt là những thay đổi trong lưới, chuyển đổi hoạt động đột biến, thiết bị năng lượng lớn bắt đầu và dừng, các thiết bị xoay AC và DC gây ra bởi sóng hài, sốc ngắn mạch qua lưới, v.v., thông qua đường truyền sang phía điện. Cung cấp năng lượng PLC thường được sử dụng để cô lập nguồn cung cấp điện, nhưng cơ chế và các yếu tố quy trình sản xuất của nó làm cho sự cô lập không lý tưởng. Trong thực tế, do sự hiện diện của các tham số phân tán, đặc biệt là điện dung phân tán, sự cô lập tuyệt đối là không thể.
(4) Từ việc giới thiệu nhiễu đường tín hiệu:
Được kết nối với hệ thống điều khiển PLC của các loại đường truyền tín hiệu khác nhau, ngoài việc truyền tất cả các loại tín hiệu hiệu quả, sẽ luôn có sự xâm nhập tín hiệu nhiễu bên ngoài. Giao thoa này chủ yếu có hai cách: một cách thông qua chuỗi cung cấp nguồn truyền tín hiệu hoặc máy phát thông thường vào nhiễu lưới, thường bị bỏ qua; Thứ hai là đường tín hiệu bởi sự can thiệp của bức xạ điện từ không gian, nghĩa là đường tín hiệu trên nhiễu cảm ứng bên ngoài, rất nghiêm trọng. Sự can thiệp được đưa ra bởi tín hiệu sẽ gây ra sự bất thường của tín hiệu I / O và độ chính xác đo lường được giảm đi rất nhiều, và trong trường hợp nghiêm trọng sẽ gây ra thiệt hại thành phần. Đối với hiệu suất cách ly kém của hệ thống, cũng sẽ dẫn đến sự can thiệp lẫn nhau giữa các tín hiệu, dẫn đến dòng chảy ngược của hệ thống mặt đất, dẫn đến thay đổi dữ liệu logic, lỗi và sự cố. Hệ thống điều khiển PLC do sự ra đời của nhiễu tín hiệu do số lượng thiệt hại cho mô -đun I / O khá nghiêm trọng, dẫn đến sự cố hệ thống cũng là rất nhiều trường hợp.
(5) Sự can thiệp từ sự nhầm lẫn của hệ thống nối đất:
Căn cứ là để cải thiện khả năng tương thích điện từ của thiết bị điện tử (EMC), một trong những phương tiện hiệu quả. Sống chính xác, cả hai để ức chế tác động của nhiễu điện từ, nhưng cũng để ức chế thiết bị để gửi nhiễu; và căn cứ sai, nhưng sẽ giới thiệu các tín hiệu nhiễu nghiêm trọng, do đó hệ thống PLC sẽ không thể hoạt động đúng. Mặt đất hệ thống điều khiển PLC bao gồm mặt đất hệ thống, mặt đất được che chắn, mặt đất AC và mặt đất bảo vệ, v.v. Sự nhầm lẫn của hệ thống nối đất đối với nhiễu hệ thống PLC chủ yếu là sự phân bố không đồng đều về tiềm năng của từng điểm nối đất, có một sự khác biệt tiềm năng mặt đất giữa các điểm nối đất khác nhau, dẫn đến dòng điện vòng đất, ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của hệ thống. Ví dụ, tấm chắn cáp phải được nối đất tại một điểm, nếu tấm chắn cáp kết thúc A, B được nối đất, có một sự khác biệt tiềm năng trên mặt đất, có một dòng chảy qua khiên sẽ lớn hơn.
Ngoài ra, lớp che chắn, dây nối đất và trái đất có thể tạo thành một vòng kín, dưới tác động của từ trường thay đổi, sẽ có dòng điện cảm ứng trong lớp che chắn, thông qua lớp che chắn và sự kết hợp giữa dây lõi, can thiệp vào với vòng tín hiệu. Nếu hệ thống mặt đất và sự nhầm lẫn xử lý mặt đất khác, vòng lặp mặt đất kết quả có thể tạo ra sự phân bố tiềm năng không đồng đều trong lòng đất, ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của mạch logic và mạch tương tự trong PLC. Dung sai nhiễu điện áp logic PLC thấp, logic phân phối nhiễu tiềm năng mặt đất có thể ảnh hưởng đến hoạt động logic và lưu trữ dữ liệu của PLC, dẫn đến nhầm lẫn dữ liệu, chạy chương trình hoặc sự cố. Phân phối tiềm năng mặt đất tương tự sẽ dẫn đến sự suy giảm độ chính xác đo lường, gây ra sự biến dạng nghiêm trọng của phép đo tín hiệu và kiểm soát và hành động sai.
(6) Giao thoa từ bên trong hệ thống PLC:
Chủ yếu bởi các thành phần và mạch hệ thống trong bức xạ điện từ lẫn nhau được tạo ra, chẳng hạn như mạch logic và bức xạ lẫn nhau và tác động của nó đối với các mạch tương tự, mặt đất tương tự và logic và ảnh hưởng lẫn nhau của các thành phần và sử dụng không khớp lẫn nhau. Tất cả điều này thuộc về nhà sản xuất PLC của hệ thống trong nội dung thiết kế tương thích điện từ, phức tạp hơn, vì ứng dụng của bộ phận không thể thay đổi, có thể không phải xem xét quá nhiều, nhưng để chọn thành tích ứng dụng nhiều hơn hoặc sau khi Kiểm tra hệ thống.
4, hệ thống bị xáo trộn, thường gặp phải các hiện tượng nhiễu chính sau:
(1) Khi hệ thống gửi các lệnh, động cơ quay không đều;
(2) khi tín hiệu bằng 0, giá trị đồng hồ hiển thị kỹ thuật số sẽ nhảy ngẫu nhiên;
(3) Công việc cảm biến, tín hiệu thu thập PLC và các tham số thực tế của giá trị tín hiệu tương ứng không khớp và giá trị lỗi là ngẫu nhiên, không đều;
(4) và các hệ thống servo AC có chung nguồn cung cấp điện (như màn hình, v.v.) không hoạt động tốt.
5, Làm thế nào để tốt hơn và đơn giản hơn để giải quyết nhiễu hệ thống PLC?
(1) Lý tưởng nhất là việc sử dụng hiệu suất cách ly là thiết bị tốt hơn, sử dụng nguồn điện tốt, đường dây điện và căn chỉnh đường tín hiệu, tiếp đất sẽ hợp lý hơn, v.v., nhưng nhu cầu các nhà sản xuất thiết bị khác nhau làm việc cùng nhau Để hoàn thành, rất khó để làm, và chi phí cao hơn.
(2) Việc sử dụng bộ cách ly tín hiệu tương tự, được gọi là máy phát tín hiệu, thuộc loại điều hòa tín hiệu. Vai trò chống can thiệp chính của nó. Bởi vì nó có khả năng chống can thiệp mạnh nên trong hệ thống điều khiển tự động hóa được sử dụng rất rộng rãi. Đặc biệt đối với trang web công nghiệp phức tạp, chương trình điều khiển ngày càng trở nên phức tạp hơn, bộ cách ly tín hiệu cho nhiều tín hiệu tương tự cho đầu vào, đầu ra, cách ly ba điện, thực sự là một trong những hệ thống kiểm soát tự động hóa ngày nay trong các biện pháp chống gây nhiễu hiệu quả.
6, Tại sao giải quyết bộ cách ly tín hiệu ưu tiên của hệ thống PLC?
(1) Việc sử dụng đơn giản và thuận tiện, đáng tin cậy, chi phí thấp và có thể đồng thời giải quyết nhiều nhiễu khác nhau.
(2) có thể giảm đáng kể các nhà thiết kế, khối lượng công việc của nhân viên hệ thống, ngay cả khi hệ thống phức tạp trong tay của các nhà thiết kế bình thường, sẽ trở nên rất ổn định và đáng tin cậy.
7, Nguyên tắc làm việc của bộ cách ly tín hiệu là gì?
Trước hết, tín hiệu nhận được bởi PLC, thông qua chuyển đổi điều chế thiết bị bán dẫn, và sau đó thông qua chuyển đổi cách ly thiết bị cảm biến quang học hoặc từ Sự cô lập của tín hiệu sau khi cô lập nguồn cung cấp điện để xử lý cách ly. Đảm bảo tính độc lập tuyệt đối giữa tín hiệu biến đổi, nguồn điện và mặt đất.
8, bây giờ thị trường có rất nhiều thương hiệu phân cách, giá khác nhau, cách chọn?
Bộ cách ly được đặt giữa hai kênh hệ thống, vì vậy điều đầu tiên xác định lựa chọn các hàm đầu vào và đầu ra của bộ cách ly, đồng thời làm cho các chế độ đầu vào và đầu ra của bộ cách ly (điện áp, dòng điện, loại nguồn cung cấp, v.v.) Thích ứng với chế độ giao diện kênh phía trước và phía sau. Ngoài ra, vẫn còn độ chính xác, mức tiêu thụ năng lượng, tiếng ồn, cường độ cách điện, chức năng giao tiếp xe buýt và nhiều thông số quan trọng khác liên quan đến hiệu suất của sản phẩm . Nói tóm lại, áp dụng, đáng tin cậy, hiệu quả chi phí là nguyên tắc chính của việc lựa chọn bộ cách ly.
Nếu bạn không quá rõ ràng về việc chia sẻ ở trên, thì bảng đen tiếp theo để mọi người nổi bật (11 loại giải pháp nhiễu tương tự):
1, cộng với bộ cách ly tín hiệu 1: 1;
2, cộng với vòng từ tính;
3, PLC Power cung cấp cộng với máy biến áp cách ly;
4, chuyển đổi tín hiệu và tín hiệu tương tự đi riêng;
5, Tín hiệu tương tự là tốt nhất để sử dụng một dây được che chắn riêng biệt. Loại tín hiệu được sử dụng tốt nhất 4-20 Ma;
6, tải tín hiệu tương tự là loại van điện từ, tốt nhất là chọn 1,5 dòng;
7, tín hiệu tương tự và kỹ thuật số không thể được kết hợp với cùng một cáp đa lõi, chưa kể đường dây điện và cáp thông thường;
8, các đường tín hiệu đầu vào và đầu ra PLC, phải sử dụng cáp được che chắn, ở phía đầu vào và đầu ra của hệ thống treo, và ở phía PLC của mặt đất;
9, cáp tín hiệu phải cách xa các nguồn giao thoa mạnh, chẳng hạn như bộ chuyển đổi tần số, bộ chỉnh lưu silicon công suất cao và thiết bị điện lớn;
10, tín hiệu tương tự và kỹ thuật số không thể được kết hợp với cùng một cáp đa lõi, chưa kể đường dây điện và cáp thông thường;
11, để giảm nhiễu điện tử cho các tín hiệu tương tự nên sử dụng tấm chắn cáp tín hiệu tương tự cáp được che chắn phải được nối đất ở cả hai đầu, nhưng nếu có sự khác biệt tiềm năng giữa hai đầu của cáp sẽ được tạo ra trong lớp che chắn, như vậy Vì dòng kết nối dây dẫn đến nhiễu tín hiệu tương tự trong trường hợp này, bạn nên để lớp che chắn cáp ở một đầu của mặt đất.
Được dịch bằng deepl.com (phiên bản miễn phí)