Con el desarrollo de la sociedad y el progreso continuo de la ciencia y la tecnología, DCS/PLC y otros equipos de automatización se utilizan cada vez más en el control industrial. La confiabilidad de dichos sistemas de control afecta directamente la producción segura y el funcionamiento económico de las empresas industriales; por lo tanto, la capacidad antiinterferencias del sistema es la clave para el funcionamiento confiable de todo el sistema. En la actualidad, con el desarrollo de la diversidad de equipos, el problema de la interferencia se está volviendo cada vez más prominente. También se presta cada vez más atención a cómo podemos eliminar y resistir eficazmente las interferencias en el control automático. Este artículo solo analiza brevemente los problemas de interferencia comunes en el sistema de control de automatización y espera poder ayudarlo.
Sistema de automatización utilizado en varios tipos de DCS/PLC y otros equipos de automatización, algunos están instalados centralmente en la sala de control, otros están instalados en el sitio de producción y una variedad de equipos de motor, la mayoría de los cuales se encuentran en el duro entorno electromagnético formado por fuertes circuitos eléctricos y fuertes equipos eléctricos. Para mejorar la confiabilidad de este tipo de sistema de control, es necesario eliminar todo tipo de interferencias para garantizar de manera efectiva el funcionamiento confiable del sistema.
Sistema de control PLC/DCS en las principales fuentes de interferencias electromagnéticas
1. Interferencia de radiación desde el espacio
El campo electromagnético de radiación espacial (EMI) proviene principalmente de la red eléctrica, equipos eléctricos, procesos transitorios, rayos, radiodifusión, televisión, radar, equipos de calentamiento por inducción de alta frecuencia, etc., generalmente conocido como interferencia de radiación, su distribución es extremadamente compleja. Si el sistema PLC/DCS se coloca en el campo de radiofrecuencia, recibirá interferencias de radiación, su impacto se produce principalmente a través de dos vías; uno es directamente a la radiación interna DCS/PLC, por la inductancia del circuito de la interferencia; el segundo es a la radiación de la red de comunicación DCS/PLC, por la inducción de la línea de comunicación introducida por la interferencia. Interferencia de radiación y diseño de equipos de campo y equipos generados por el tamaño del campo electromagnético, especialmente la frecuencia, generalmente a través de la configuración de cables blindados y sistemas de blindaje local y componentes de alivio de alto voltaje para protección.
2. Interferencia conducida desde el cable fuera del sistema.
Principalmente mediante la introducción de líneas de alimentación y señal, habitualmente denominada interferencia de conducción. Este tipo de interferencia es más grave en nuestro sitio industrial.
A. Interferencia de la fuente de alimentación
La práctica ha demostrado que en muchos casos la interferencia en el suministro de energía causada por la introducción del sistema de control PLC/DCS falla. El sistema PLC/DCS del suministro de energía normal proviene de la fuente de alimentación de la red eléctrica. Debido a la amplia cobertura de la red eléctrica, todo el espacio estará sujeto a interferencias electromagnéticas. Y en la línea de transmisión, el voltaje y la corriente inducidos, especialmente dentro de los cambios de la red, sobretensiones en la operación de conmutación, arranque y parada de equipos de gran potencia, dispositivos giratorios de CA y CC causados por armónicos, choques transitorios por cortocircuito de la red, etc., se transmiten a través de la línea de transmisión al lado de la fuente de alimentación. La fuente de alimentación del sistema suele utilizar una fuente de alimentación aislada, pero su mecanismo y factores del proceso de fabricación hacen que su aislamiento no sea el ideal. De hecho, debido a la presencia de parámetros distribuidos, especialmente capacitancia distribuida, el aislamiento absoluto es imposible.
B. Interferencia por la introducción de la línea de señal.
Con el sistema de control PLC/DCS conectado a los distintos tipos de líneas de transmisión de señales, además de la transmisión de señales efectivas, siempre habrá intrusión de señales de interferencia externa. Esta interferencia tiene principalmente dos formas: una es a través del transmisor o la cadena de suministro de energía de instrumentación de señal común hacia la interferencia de la red, que a menudo se ignora; el segundo es la línea de señal por la interferencia de inducción de radiación electromagnética espacial, es decir, la línea de señal por la interferencia de inducción externa, que es muy grave. La interferencia introducida por la señal de transmisión provocará un funcionamiento anormal de la señal de E/S y la precisión de la medición se reducirá considerablemente y, en casos graves, provocará daños en los componentes. El bajo rendimiento de aislamiento del sistema también provocará interferencias mutuas entre las señales, lo que provocará un reflujo del bus del sistema de tierra común, lo que provocará cambios en los datos lógicos, errores y fallos. El sistema de control PLC/DCS debido a la introducción de interferencias de señal causadas por la cantidad de daños en los módulos de E/S es bastante grave, lo que provoca muchas fallas en el sistema.
3. De la confusión del sistema de puesta a tierra cuando la interferencia
La conexión a tierra es uno de los medios eficaces para mejorar la compatibilidad electromagnética de los equipos electrónicos (EMC). Conexión a tierra correcta, tanto para inhibir el impacto de las interferencias electromagnéticas como para inhibir que el equipo envíe interferencias al mundo exterior; y la conexión a tierra incorrecta, pero introducirá señales de interferencia graves, de modo que el sistema PLC/DCS no podrá funcionar correctamente. Tierra del sistema de control DCS/PLC, incluida la tierra del sistema, tierra blindada, tierra de CA y tierra de protección, etc. La confusión del sistema de puesta a tierra en la interferencia del sistema DCS/PLC se debe principalmente a la distribución desigual del potencial de cada punto de tierra, la diferencia de potencial de tierra entre diferentes puntos de tierra, lo que resulta en una corriente de bucle de tierra, que afecta el funcionamiento normal del sistema. Por ejemplo, el blindaje del cable debe ser un punto de conexión a tierra, si los extremos A, B del blindaje del cable están conectados a tierra, hay una diferencia de potencial de tierra, hay una corriente que fluye a través del blindaje, cuando ocurren anomalías además de rayos, la corriente de tierra será mayor.
Además, la capa protectora, el cable de conexión a tierra y la tierra pueden constituir un circuito cerrado; bajo la acción del campo magnético cambiante, habrá corrientes inducidas en la capa protectora, a través de la capa protectora y el cable central entre la convergencia, interferencia con el bucle de señal. Si la conexión a tierra del sistema y otros procesamientos de tierra se confunden, el bucle de tierra resultante puede producir una distribución de potencial desigual en la tierra, afectando el funcionamiento normal de los circuitos lógicos y analógicos dentro del PLC. La tolerancia a la interferencia de voltaje lógico del PLC es baja, es probable que la lógica de la interferencia de la distribución del potencial de tierra afecte la lógica de los cálculos del DCS/PLC y el almacenamiento de datos, lo que resulta en una interrupción de los datos, la ejecución del programa o un bloqueo. La distribución del potencial de tierra analógico provocará una disminución en la precisión de la medición, lo que provocará una grave distorsión de la medición y el control de la señal y acciones falsas.
4. Desde el sistema DCS/PLC dentro de la interferencia
Principalmente por los componentes del sistema y los circuitos dentro de la radiación electromagnética mutua generada, como los circuitos lógicos se irradian entre sí y su impacto en el circuito analógico, la tierra analógica y la tierra lógica y la influencia mutua de los componentes y el uso de desajuste mutuo. Todo esto pertenece al fabricante del sistema DCS/PLC dentro del contenido del diseño de compatibilidad electromagnética, más complejo, ya que la aplicación del departamento no puede cambiar, no puede ser demasiado para considerar, pero elegir el sistema con más práctica de aplicación o después de la prueba.
Fenómeno de interferencia común y método de juicio.
Fenómeno:
R. Cuando el sistema envía comandos, el motor gira de forma irregular.
B. Cuando la señal es igual a cero, el valor de la tabla de visualización digital salta caóticamente.
C. funcionamiento del sensor, las señales recopiladas por DCS/PLC y los parámetros reales correspondientes al valor de la señal no coinciden y el valor del error es aleatorio e irregular; D, y el servosistema de CA comparten la misma fuente de alimentación (la misma fuente de alimentación), la misma fuente de alimentación (la misma fuente de alimentación), la misma fuente de alimentación (la misma fuente de alimentación).
D. y los servosistemas de CA comparten la misma fuente de alimentación (como monitores, etc.) no funcionan correctamente.
Los pasos del fallo son los siguientes:
A. Con un multímetro, la detección de engranajes de CA del puerto receptor, como la interferencia, producirá una señal de CA. Si esta señal no es grande, la adquisición de señal es muy pequeña y casi no tiene impacto. Si esta señal de CA es grande, afectará el valor y es necesario encontrar formas de resolverlo.
B. ¿ver si el extremo de babor del terreno? Si está conectado a tierra, si hay una conexión a tierra suspendida o deficiente. Utilice un multímetro para medir la diferencia de voltaje entre el puerto y tierra (puede ser la tierra del sistema, también puede ser la tierra de la señal). Si hay voltaje CA, significa que hay interferencia, si no hay voltaje CA, hay diferencia de voltaje CC. Esta diferencia de voltaje es grande y afecta al sistema; la diferencia es pequeña, el impacto es pequeño e insignificante.
C. y luego ver si la capa protectora está conectada a tierra, ¿es una conexión a tierra de un solo punto o de un punto doble? Generalmente conexión a tierra de un solo punto.
Solución mejor y más sencilla para las interferencias del sistema
(1) fuerte interferencia eléctrica:
Las señales de instrumentación y las señales de control DCS/PLC son débiles y vulnerables a fuertes interferencias eléctricas. Por lo tanto, los requisitos del cableado del gabinete (en la zanja de cables, bandeja de cables, a través de la tubería y otros métodos de tendido), líneas de comunicación, líneas de señal, líneas de control y otras señales eléctricas débiles alejadas de la potencia fuerte, el espaciado no debe ser inferior a 20 cm. Zanja de cables multicapa, los requisitos del cable débil tendido en el cable fuerte debajo.
(2) interferencia del gabinete:
El sistema DCS/PLC no se puede instalar con aparatos eléctricos de alto voltaje en el mismo interruptor rechazado, la salida PLC utiliza relés intermedios para lograr el aislamiento de las señales de conmutación externas. Si las condiciones del sitio, la señal de entrada no se puede aislar efectivamente del cable fuerte, hay pequeños relés disponibles para aislar las señales de conmutación de entrada. Por supuesto, las señales de entrada DCS/PLC del gabinete de control y las señales de entrada no lejos del gabinete de control generalmente no necesitan estar aisladas mediante relés.
Hay muchas líneas de señal en el gabinete de control. Si el cableado es caótico, provocará un mal funcionamiento del equipo, pero es bastante complicado comprobarlo. Por lo tanto, en el diseño del gabinete de control se debe tener en cuenta esta situación, los equipos están dispuestos en capas, la alineación es clara. Conjuntos, las líneas antiguas y de alta potencia del PLC separan las líneas, como las que deben estar en la misma ranura, los paquetes separados de líneas de CA y líneas de CC, según lo permitan las condiciones, la mejor alineación de las ranuras y la distancia espacial lo más grande posible, y se esfuerza por minimizar la interferencia. Es mejor no utilizar diferentes líneas de señal con el mismo adaptador de enchufe, por ejemplo, debe utilizar el mismo enchufe, utilizar el terminal de repuesto o el terminal de tierra para separarlos y reducir la interferencia mutua.
El PLC no se puede instalar en el mismo gabinete de distribución con aparatos eléctricos de alto voltaje, en el gabinete el PLC debe estar alejado de la línea eléctrica (la distancia entre los dos debe ser superior a 200 mm). Con el PLC instalado en el mismo gabinete, las cargas inductivas, como relés y bobinas de contactores, deben conectarse en paralelo con el circuito de cancelación de arco RC.
(3) Línea de señal antiinterferente
Las líneas de señal tienen la tarea de detectar señales y controlar la transmisión de señales; la calidad de la transmisión afecta directamente la precisión, estabilidad y confiabilidad de todo el sistema de control. La interferencia de la línea de señal proviene principalmente del espacio de la radiación electromagnética, la interferencia de modo diferencial y la interferencia de modo común.
La interferencia de modo diferencial se refiere a la medición de la línea de señal superpuesta a la señal de interferencia, esta interferencia es en su mayoría señales alternas de frecuencia más alta, la fuente generalmente es interferencia acoplada. Los métodos para suprimir la interferencia en modo normal son:
A. en el circuito de entrada conectado al filtro RC o filtro doble T.
B. Intente utilizar un convertidor A/D de tipo integral doble, debido a las características de este trabajo integrador, tiene un cierto papel en la eliminación de interferencias de alta frecuencia:
C. la señal de voltaje se convierte en una señal de corriente y luego se transmite.
La interferencia de modo común es una señal de interferencia común en la línea de señal, generalmente causada por el terminal de tierra de la señal medida y el terminal de tierra del sistema de control. Hay una cierta diferencia de potencial causada por esta interferencia en las dos líneas de señal en el ciclo, la amplitud es básicamente igual al caso, usando el método anterior no se puede eliminar ni suprimir. Los métodos son los siguientes:
A. el uso de un amplificador diferencial de entrada diferencial dual, este amplificador tiene una relación de rechazo de modo común muy alta.
B. la línea de entrada que utiliza cable trenzado, el cable trenzado puede reducir la interferencia del modo común y su inducción se cancela entre sí.
C. el uso de un método de aislamiento optoelectrónico puede eliminar la interferencia de modo común;
D. el uso de cable blindado y conexión a tierra unilateral.
Para evitar la distorsión de la señal, preste atención a la adaptación de impedancia para señales transmitidas a distancias más largas.
Las señales de conmutación (como botones, interruptores de límite, interruptores de proximidad y otras señales proporcionadas) generalmente no tienen requisitos especiales para el cable, puede usar el cable general, la distancia de transmisión de la señal, puede usar un cable blindado.
Las señales analógicas y las líneas de señal de alta velocidad (como sensores de pulso, disco digital de conteo y otras señales proporcionadas) deben elegir un cable blindado.
Los cables de comunicación requieren alta confiabilidad, la frecuencia de la señal de algunos cables de comunicación es muy alta, generalmente se debe elegir que el fabricante del PLC proporcione cables especiales, ya que los requisitos no son una frecuencia de señal alta o baja, también puede elegir un cable de par trenzado con blindaje, pero la calidad debe ser buena.