Toplumun gelişmesi ve bilim ve teknolojinin sürekli ilerlemesi ile DCS/PLC ve diğer otomasyon ekipmanları endüstriyel kontrolde giderek daha yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu tür kontrol sistemlerinin güvenilirliği, endüstriyel işletmelerin güvenli üretimini ve ekonomik çalışmasını doğrudan etkiler; dolayısıyla sistemin-parazit önleme yeteneği, tüm sistemin güvenilir şekilde çalışmasının anahtarıdır. Günümüzde ekipman çeşitliliğinin gelişmesiyle birlikte parazit sorunu da giderek daha belirgin hale geliyor. Otomatik kontroldeki müdahaleleri etkili bir şekilde nasıl ortadan kaldırabileceğimiz ve bunlara nasıl direnebileceğimiz de giderek daha fazla ilgi görmektedir. Bu belgede otomasyon kontrol sistemindeki yaygın parazit sorunları yalnızca kısaca analiz edilmekte ve size yardımcı olabileceği umulmaktadır.
Çeşitli DCS/PLC ve diğer otomasyon ekipmanlarında kullanılan otomasyon sistemi, bazıları merkezi olarak kontrol odasına, bazıları üretim sahasına ve çeşitli motor ekipmanlarına kurulu olup, bunların çoğu güçlü elektrik devreleri ve güçlü elektrikli ekipmanların oluşturduğu zorlu elektromanyetik ortamdadır. Bu tip kontrol sisteminin güvenilirliğini artırmak için, sistemin güvenilir çalışmasını etkili bir şekilde sağlamak amacıyla her türlü parazitin ortadan kaldırılması gerekir.
Elektromanyetik parazitin ana kaynaklarında PLC/DCS kontrol sistemi
1. Uzaydan gelen radyasyon girişimi
Uzay radyasyonu elektromanyetik alanı (EMI) temel olarak güç şebekesinden, elektrikli ekipmandan, geçici işlemlerden, yıldırımdan, radyo yayınından, televizyondan, radardan, yüksek-frekanslı indüksiyonlu ısıtma ekipmanından vb. kaynaklanır ve genellikle radyasyon girişimi olarak bilinir ve dağıtımı son derece karmaşıktır. PLC/DCS sistemi radyo frekansı alanına yerleştirilirse radyasyon girişimi alacaktır, etkisi esas olarak iki yoldan olur; biri, girişimin devre endüktansı ile doğrudan DCS / PLC dahili radyasyonuna; ikincisi, girişimin neden olduğu iletişim hattının indüksiyonu yoluyla DCS / PLC iletişim ağı radyasyonuna yöneliktir. Radyasyon girişimi ve saha ekipmanı düzeni ve elektromanyetik alanın büyüklüğü, özellikle de frekans tarafından oluşturulan ekipman, genellikle ekranlı kabloların ve sistemin yerel ekranlamasının ve koruma için yüksek-yüksek voltaj tahliye bileşenlerinin ayarlanması yoluyla.
2. Sistemin dışındaki kablodan iletilen girişim
Esas olarak, genellikle iletim girişimi olarak adlandırılan güç ve sinyal hatlarının tanıtılması yoluyla. Bu tür müdahaleler sanayi sitemizde daha ciddidir.
A. Güç kaynağından kaynaklanan parazit
Uygulama, birçok durumda PLC/DCS kontrol sisteminin arızalanmasının neden olduğu güç kaynağı girişiminin güç şebekesi güç kaynağından normal güç kaynağı olduğunu göstermiştir. Güç şebekesinin geniş kapsama alanı nedeniyle, tüm alan elektromanyetik girişime maruz kalacaktır. Hat kaynaklı gerilim ve akımda, özellikle şebeke değişiklikleri, anahtarlama işlemi dalgalanması, büyük güç ekipmanlarının başlatılması ve durdurulması, harmoniklerin neden olduğu AC ve DC dönen cihazlar, şebeke kısa devre geçici şoku vb., iletim hattı üzerinden güç kaynağı tarafına iletilir. Sistem güç kaynağı genellikle izole edilmiş güç kaynağı kullanır, ancak mekanizması ve üretim süreci faktörleri izolasyonunun ideal olmamasına neden olur. Aslında dağıtılmış parametrelerin, özellikle de dağıtılmış kapasitansın varlığından dolayı mutlak izolasyon imkansızdır.
B. Sinyal hattının girişinden kaynaklanan girişim
Çeşitli sinyal iletim hatlarına bağlanan PLC/DCS kontrol sistemi ile etkili sinyallerin iletilmesine ek olarak, her zaman harici parazit sinyali girişi olacaktır. Bu girişimin temel olarak iki yolu vardır: birincisi verici veya ortak sinyal enstrümantasyon güç kaynağı dizisi aracılığıyla şebeke girişimine girer ve bu genellikle göz ardı edilir; ikincisi, uzay elektromanyetik radyasyon indüksiyon girişiminin sinyal hattıdır, yani çok ciddi olan dış indüksiyon girişiminin sinyal hattıdır. İletim sinyalinin neden olduğu girişim, G/Ç sinyalinin anormal çalışmasına neden olacak ve ölçüm doğruluğu büyük ölçüde azalacak ve ciddi durumlarda bileşen hasarına neden olacaktır. Sistemin zayıf izolasyon performansı, aynı zamanda sinyaller arasında karşılıklı girişime yol açarak ortak yer sistemi veri yolu geri akışına yol açarak mantık verilerinde değişikliklere, hataya ve çökmeye yol açacaktır. PLC/DCS kontrol sistemine giriş/çıkış modüllerinin sayısının neden olduğu sinyal girişimi nedeniyle oluşan hasarlar oldukça ciddi olup, bu da birçok sistem arızasına neden olur.
3. Parazit olduğunda topraklama sistemi karışıklığından
Topraklama, elektronik ekipmanın (EMC) elektromanyetik uyumluluğunu iyileştirmenin etkili yollarından biridir. Hem elektromanyetik parazitin etkisini engellemek hem de ekipmanın dış dünyaya parazit göndermesini engellemek için doğru topraklama; ve yanlış topraklama, ciddi parazit sinyallerine neden olacak ve böylece PLC / DCS sistemi düzgün çalışamayacaktır. Sistem topraklaması, korumalı topraklama, AC topraklama ve koruyucu topraklama vb. dahil olmak üzere DCS / PLC kontrol sistemi topraklaması. DCS / PLC sistemi girişimindeki topraklama sistemi karışıklığı, esas olarak her topraklama noktasının potansiyelinin eşit olmayan dağılımı, farklı topraklama noktaları arasındaki toprak potansiyel farkı, topraklama döngüsü akımına neden olarak sistemin normal çalışmasını etkiler. Örneğin kablo blendajının bir topraklama noktası olması gerekir, eğer kablo blendaj uçları A, B topraklanırsa toprak potansiyel farkı vardır, blendajdan geçen bir akım vardır, anormallikler artı yıldırım çarpması meydana geldiğinde toprak akımı daha büyük olacaktır.
Ek olarak, koruyucu katman, topraklama kablosu ve toprak kapalı bir döngü oluşturabilir, değişen manyetik alanın etkisi altında, koruyucu katmanda, koruyucu katman ve yakınsama arasındaki çekirdek tel aracılığıyla sinyal döngüsüne müdahale eden indüklenen akımlar olacaktır. Sistem topraklaması ve diğer toprak işleme karışıklığı durumunda ortaya çıkan toprak döngüsü, toprakta eşit olmayan potansiyel dağılımı üretebilir ve PLC içindeki mantık devrelerinin ve analog devrelerin normal çalışmasını etkileyebilir. PLC mantık voltajı girişim toleransı düşüktür, toprak potansiyeli dağıtım girişiminin mantığı muhtemelen DCS / PLC hesaplamalarının ve veri depolamanın mantığını etkileyerek veri kesintisine, programın çalışmasına veya çökmesine neden olur. Analog toprak potansiyeli dağıtımı, ölçüm doğruluğunda düşüşe yol açarak sinyal ölçümünde ve kontrolünde ciddi bozulmalara ve yanlış eylemlere neden olur.
4. Girişim dahilindeki DCS / PLC sisteminden
Esas olarak sistem bileşenleri ve devreler tarafından üretilen karşılıklı elektromanyetik radyasyon, örneğin mantık devreleri birbirine yayılır ve bunun analog devre üzerindeki etkisi, analog zemin ve mantık zemini ve bileşenlerin karşılıklı etkisi ve karşılıklı uyumsuzluğun kullanılması. Bunların hepsi elektromanyetik uyumluluk tasarım içeriği kapsamında sistemin DCS / PLC üreticisine aittir, daha karmaşık, bölümün uygulaması değiştirilemeyeceğinden, dikkate alınması çok fazla olamaz, ancak daha fazla uygulama uygulaması olan veya test sonrasında sistemi seçmek.
Ortak girişim olgusu ve yargılama yöntemi
Fenomen:
A. Sistem komut gönderdiğinde motor düzensiz bir şekilde döner.
B. Sinyal sıfıra eşit olduğunda dijital ekran tablosunun değeri düzensiz bir şekilde atlar.
C. sensör çalışması, DCS/PLC toplanan sinyaller ve sinyal değerine karşılık gelen gerçek parametreler eşleşmiyor ve hata değeri rastgele, düzensiz; D ve aynı güç kaynağını (aynı güç kaynağı), aynı güç kaynağını (aynı güç kaynağı), aynı güç kaynağını (aynı güç kaynağı) paylaşan AC servo sistemi.
D. ve AC servo sistemleri aynı güç kaynağını paylaşıyorsa (monitör vb.) düzgün çalışmıyor.
Yargılama adımları aşağıdaki gibidir:
A. alıcı portun multimetre AC dişli tespiti ile parazit gibi bir AC sinyali üretecektir. Bu sinyal büyük değilse, sinyal edinimi çok küçüktür ve neredeyse hiç etkisi yoktur. Bu AC sinyali büyükse değeri etkileyecektir, çözmenin yollarını bulmak gerekir.
B. zeminin iskele ucunun olup olmadığını görüyor musunuz? Topraklanmışsa asılı veya zayıf bir topraklama olup olmadığı. Bağlantı noktası ile toprak arasındaki voltaj farkını ölçmek için bir multimetre kullanın (sistem toprağı olabilir, sinyal toprağı da olabilir). AC voltajı varsa parazit var demektir, AC voltajı yoksa DC voltaj farkı var demektir. Bu voltaj farkı büyüktür ve sistemi etkiler; fark küçüktür, etki küçük ve ihmal edilebilir düzeydedir.
C. ve ardından koruyucu katmanın topraklanıp topraklanmadığına bakın; tek noktalı topraklama mı yoksa çift-noktalı topraklama mı? Genellikle tek-noktalı topraklama.
Sistem müdahalesine karşı daha iyi, daha basit çözüm
(1) güçlü elektriksel girişim:
Enstrümantasyon sinyalleri, DCS/PLC kontrol sinyalleri zayıftır ve güçlü elektriksel girişime karşı hassastır. Bu nedenle, kabin kablolama gereksinimleri (kablo kanalında, kablo kanalında, boru yoluyla ve diğer döşeme yöntemlerinde), iletişim hatları, sinyal hatları, kontrol hatları ve güçlü güçten uzaktaki diğer zayıf elektrik sinyallerinin gereksinimleri, aralık 20CM'den az olmayacaktır. kablo kanalı çok-katmanlı, zayıf kablonun aşağıdaki güçlü kabloya döşenmesi gereksinimleri.
(2) kabine müdahalesi:
DCS/PLC sistemi, yüksek-gerilimli elektrikli cihazlarla aynı anahtara kurulamaz; harici anahtarlama sinyallerinin izolasyonunu sağlamak için PLC çıkışı ara röleler kullanır. Saha şartlarında, giriş sinyali güçlü kablodan etkili bir şekilde izole edilemiyorsa, giriş anahtarlama sinyallerini izole etmek için küçük röleler mevcuttur. Elbette kontrol kabininden gelen DCS/PLC giriş sinyallerinin ve kontrol kabininden çok uzakta olmayan giriş sinyallerinin genellikle rölelerle yalıtılmasına gerek yoktur.
Kontrol kabininde çok sayıda sinyal hattı bulunmaktadır. Kablolamanın kaotik olması ekipmanın arızalanmasına neden olur ancak kontrol edilmesi oldukça zahmetlidir. Dolayısıyla kontrol kabininin tasarımında bu durum dikkate alınmalı, ekipman katmanlar halinde düzenlenmeli ve hizalama net olmalıdır. Setler, PLC'nin eski ve yüksek-güç hattını ayrı hatlar gibi, aynı yuvada olması gerektiği gibi, ayrı AC hat demetleri, DC hatları gibi koşullar izin verir, en iyi slot hizalamasını yapar ve bunu mümkün olduğu kadar uzamsal mesafeye göre büyük yapar ve paraziti en aza indirmeye çalışır. Farklı sinyal hatlarının, aynı fişi kullanması gerektiği gibi aynı fiş adaptörünü kullanmaması, karşılıklı paraziti azaltmak için bunları ayırmak için yedek terminali veya toprak terminalini kullanması en iyisidir.
PLC, yüksek-voltajlı elektrikli cihazlarla aynı şalt dolabına monte edilemez; kabinde PLC, güç hattından uzakta olmalıdır (ikisi arasındaki mesafe 200 mm'den fazla olmalıdır). PLC aynı kabine kurulduğunda, röleler, kontaktör bobinleri gibi endüktif yükler RC ark-önleme devresine paralel olarak bağlanmalıdır.
(3) Sinyal hattı anti-paraziti
Sinyal hatları, sinyalleri tespit etme ve sinyal iletimini kontrol etme görevini üstlenir; iletim kalitesi, tüm kontrol sisteminin doğruluğunu, kararlılığını ve güvenilirliğini doğrudan etkiler. Sinyal hattı girişimi esas olarak elektromanyetik radyasyon, diferansiyel mod girişimi ve ortak mod girişimi alanından kaynaklanır.
Diferansiyel mod girişimi, girişim sinyali üzerine bindirilen sinyal hattının ölçümünü ifade eder; bu girişim çoğunlukla daha yüksek frekanslı alternatif sinyallerdir, kaynak genellikle eşleştirilmiş girişimdir. Normal mod girişimini bastırma yöntemleri şunlardır:
A. RC filtresine veya çift T filtresine bağlı giriş devresinde.
B. Bu entegratör çalışmasının özellikleri nedeniyle çift katlı integral tipi A/D dönüştürücüyü kullanmaya çalışın, yüksek-frekans girişimini ortadan kaldırmada belirli bir role sahiptir:
C. voltaj sinyali bir akım sinyaline dönüştürülür ve daha sonra iletilir.
Ortak-mod paraziti, sinyal hattı üzerindeki ortak bir girişim sinyalidir ve genellikle ölçülen sinyal toprak terminali ve kontrol sisteminin toprak terminalinden kaynaklanır, döngüdeki iki sinyal hattında bu girişimin neden olduğu belirli bir potansiyel fark vardır, genlik temel olarak duruma eşittir, yukarıdaki yöntemi kullanarak ortadan kaldırılamaz veya bastırılamaz. Yöntemler aşağıdaki gibidir:
A. çift diferansiyel giriş diferansiyel amplifikatörünün kullanımı, bu amplifikatörün çok yüksek bir ortak mod reddetme oranı vardır;
B. çok telli kablo kullanan giriş hattı, çok telli kablo ortak mod girişimini azaltabilir ve indüksiyonu birbirini iptal eder.
C. optoelektronik izolasyon yönteminin kullanılması, ortak mod girişimini ortadan kaldırabilir;
D. korumalı kablo kullanımı ve tek-taraflı topraklama.
Sinyal bozulmasını önlemek için daha uzun mesafelerde iletilen sinyallerde empedans uyumuna dikkat edin.
Anahtarlama sinyalleri (düğmeler, limit anahtarları, yakınlık anahtarları ve sağlanan diğer sinyaller gibi) genellikle kablo için özel bir gereksinime sahip değildir, genel kabloyu, sinyal iletim mesafesini kullanabilirsiniz, korumalı kablo kullanabilirsiniz.
Analog sinyaller ve yüksek-hızlı sinyal hatları (nabız sensörleri, sayma dijital diski ve sağlanan diğer sinyaller gibi) korumalı kablo seçmelidir.
İletişim kabloları yüksek güvenilirlik gerektirir, bazı iletişim kablolarının sinyal frekansı çok yüksektir, genellikle özel kablolar sağlamak için PLC üreticisini seçmelisiniz, gereksinimler yüksek veya düşük sinyal frekansı değilse, ayrıca korumalı bükümlü çift kablo da seçebilirsiniz, ancak kalite iyi olmalıdır.