So lösen Sie das Anti-Interferenz-Problem des SPS-Steuerungssystems

1. Überblick Mit der Entwicklung von Wissenschaft und Technologie wird die Anwendung in der industriellen Steuerung immer umfangreicher. SPS Die Zuverlässigkeit des Steuerungssystems wirkt sich direkt auf die sichere Produktion und den wirtschaftlichen Betrieb von Industrieunternehmen aus, und die Entstörungsfähigkeit des Systems ist der Schlüssel zum zuverlässigen Betrieb des gesamten Systems. Verschiedene Typen im Automatisierungssystem Die Zuverlässigkeit des SPS-Steuerungssystems kann nur dann effektiv gewährleistet werden, wenn der Konstrukteur alle Arten von Störungen im Voraus kennt. zwei Was sind die Quellen elektromagnetischer Störungen und die Störungen des Systems? Die Störquellen, die das SPS-Steuerungssystem beeinflussen, sind die gleichen wie die Störquellen, die im Allgemeinen die industrielle Steuerungsausrüstung beeinträchtigen. Die meisten Störquellen entstehen dort, wo sich Strom oder Spannung stark ändern. Diese Teile, an denen sich die Ladung heftig bewegt, sind die Rauschquellen, also die Störquellen. Die Arten von Störungen werden üblicherweise nach der Ursache der Störung, dem Störmodus des Rauschens und der Wellenform des Rauschens unterteilt. Je nach den verschiedenen Geräuschursachen kann es in Entladungsgeräusche, Stoßgeräusche, hochfrequente Oszillationsgeräusche usw. unterteilt werden. Je nach Wellenform und Art des Rauschens kann es in kontinuierliches Rauschen und gelegentliches Rauschen unterteilt werden; Je nach Schallinterferenzmodus kann es in Gleichtaktstörungen und Differenzialmodusstörungen unterteilt werden. Gleichtaktstörungen und Gegentaktstörungen sind eine gängige Klassifizierungsmethode. Bei Gleichtaktstörungen handelt es sich um die Potenzialdifferenz zwischen dem Signal und der Erde, die hauptsächlich durch die durch die Netzverbindung induzierte Gleichspannungsübertragung (in die gleiche Richtung), die Erdpotenzialdifferenz und die elektromagnetische Raumstrahlung auf der Signalleitung entsteht. Die Gleichtaktspannung ist manchmal hoch, insbesondere in Stromversorgungsräumen mit schlechter Isolationsleistung. Die Gleichtaktspannung des Senderausgangssignals ist im Allgemeinen hoch und kann bis zu 130 V betragen. Gleichtaktspannung kann in umgewandelt werden Differenzmodusspannung durch asymmetrische Schaltung, die sich direkt auf das Mess- und Steuersignal auswirkt und Komponentenschäden verursacht (dies ist der Grund für die hohe Schadensrate von E/A-Modulen in einigen Systemen). Diese Gleichtaktstörung kann Gleichstrom oder Wechselstrom sein. Differenzialmodusinterferenz bezieht sich auf die Interferenzspannung zwischen den beiden Polen des Signals, die hauptsächlich durch die Kopplungsinduktion des elektromagnetischen Raumfelds zwischen den Signalen und die Umwandlung von Gleichtaktinterferenzen durch den unsymmetrischen Schaltkreis entsteht. Diese Störungen überlagern sich direkt mit dem Signal und wirken sich direkt auf die Mess- und Regelgenauigkeit aus. 3. SPS Was sind die Hauptquellen elektromagnetischer Störungen im Steuerungssystem? (1) Strahlungsinterferenz aus dem Weltraum Das elektromagnetische Strahlungsfeld (EMI) im Weltraum wird hauptsächlich durch Stromnetze, transiente Prozesse elektrischer Geräte, Blitze, Rundfunk, Fernsehen, Radar, Hochfrequenz-Induktionsheizgeräte usw. erzeugt abgestrahlte Störungen, und ihre Verteilung ist äußerst komplex. Wenn das SPS-System im Hochfrequenzfeld platziert wird, werden die Strahlungsstörungen wiederhergestellt, und ihre Auswirkungen verlaufen hauptsächlich über zwei Wege; Die erste besteht darin, die SPS direkt abzustrahlen und durch Schaltkreisinduktion Störungen zu verursachen; Es geht darum, dass die Strahlung des Netzwerks bei der SPS-Kommunikation durch die Induktion der Kommunikationsleitung eingeführt wird. Abgestrahlte Störungen hängen mit der Anordnung der Feldgeräte und der Größe des von den Geräten erzeugten elektromagnetischen Feldes, insbesondere der Frequenz, zusammen. Im Allgemeinen dienen abgeschirmte Kabel und eine lokale SPS-Abschirmung sowie ein Hochdruckentlastungselement zum Schutz. (2) Die von den externen Leitungen des Systems ausgehenden Störungen werden hauptsächlich über die Stromversorgungs- und Signalleitungen eingeleitet, was üblicherweise als leitungsgebundene Störungen bezeichnet wird. Diese Art der Einmischung ist in der Industrie unseres Landes schwerwiegend. (3) Störungen durch die Stromversorgung Es wurde nachgewiesen, dass es aufgrund der durch die Stromversorgung verursachten Störungen zu vielen Ausfällen des SPS-Steuerungssystems kommt. Der Autor stieß bei der Inbetriebnahme eines Projekts auf sie und das Problem wurde gelöst, nachdem das SPS-Netzteil durch eine höhere Isolationsleistung ersetzt wurde. Die normale Stromversorgung des SPS-Systems erfolgt über das Stromnetz. Aufgrund der breiten Abdeckung des Stromnetzes werden aufgrund aller räumlichen elektromagnetischen Störungen Spannungen und Stromkreise auf der Leitung induziert. Insbesondere Änderungen im Stromnetz, Schaltstöße, An- und Abschalten großer Energieanlagen, Oberschwingungen durch rotierende Wechselstrom- und Gleichstromgeräte sowie vorübergehende Kurzschlussauswirkungen des Stromnetzes sind über die Übertragungsleitung mit der Stromversorgungsseite verbunden . Die SPS-Stromversorgung verwendet normalerweise eine isolierte Stromversorgung, deren Isolierung jedoch aufgrund des Mechanismus und der Faktoren des Herstellungsprozesses nicht ideal ist. Aufgrund der verteilten Parameter, insbesondere der verteilten Kapazität, ist eine Isolierung tatsächlich unmöglich. (4) Störungen durch Signalleitungen Alle Arten von Signalübertragungsleitungen, die mit dem SPS-Steuerungssystem verbunden sind, werden neben der Übertragung effektiver Signale immer auch von externen Störsignalen beeinträchtigt. Es gibt zwei Hauptursachen für diese Störungen: Zum einen handelt es sich um Störungen des Stromnetzes, die durch die Stromversorgung des Senders oder des gemeinsamen Signalinstruments in Reihe geschaltet werden und häufig ignoriert werden. Zweitens wird die Signalleitung durch die Induktion elektromagnetischer Strahlung im Weltraum gestört, d. h. durch externe Induktionsstörungen auf der Signalleitung, was sehr schwerwiegend ist. Durch das Signal verursachte Störungen Das I/O-Signal funktioniert nicht ordnungsgemäß und die Messgenauigkeit ist stark verringert, was in schwerwiegenden Fällen zu Schäden an Komponenten führen kann. Bei Systemen mit schlechter Isolationsleistung kommt es außerdem zu gegenseitigen Störungen zwischen Signalen, zu einem Rückfluss auf dem gemeinsamen Massesystembus und zu Änderungen der Logikdaten, Fehlbedienung und Abstürzen. Die Zahl der Schäden an E/A-Modulen, die durch Störungen bei der Signaleinführung in das SPS-Steuerungssystem verursacht werden, ist recht schwerwiegend, und es kommt zu vielen Systemausfällen, die dadurch verursacht werden. Die Störerdung aus dem chaotischen Erdungssystem ist eines der effektivsten Mittel zur Verbesserung der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) elektronischer Geräte. Eine ordnungsgemäße Erdung kann nicht nur den Einfluss elektromagnetischer Störungen unterdrücken, sondern auch äußere Störungen von Geräten unterdrücken. Im Gegenteil führt eine falsche Erdung zu schwerwiegenden Störsignalen und verhindert, dass das SPS-System normal funktioniert. Das Erdungskabel des SPS-Steuerungssystems umfasst Systemerde, Abschirmungserde, Wechselstromerde und Schutzerde. Die Störung des Erdungssystem-Chaos im SPS-System wird hauptsächlich durch die ungleichmäßige Potenzialverteilung an jedem Erdungspunkt und das Vorhandensein von Erdungspotenzialunterschieden zwischen verschiedenen Erdungspunkten verursacht, die den Erdungsschleifenstrom verursachen und den normalen Betrieb des Erdungssystems beeinträchtigen System. Beispielsweise muss die Kabelschirmschicht an einer Stelle geerdet werden. Wenn beide Enden der Kabelschirmschicht geerdet sind, besteht ein Erdpotenzialunterschied. Durch die Abschirmschicht fließt ein Strom. Wenn ein abnormaler Zustand und ein Blitzeinschlag auftreten, ist der Erdungskabelstrom größer. Darüber hinaus können die Abschirmschicht, das Erdungskabel und die Erde einen geschlossenen Kreis bilden. Unter der Wirkung eines sich ändernden Magnetfelds entsteht in der Abschirmschicht ein induzierter Strom, der durch die Kopplung zwischen der Abschirmschicht und dem Kerndraht die Signalschleife stört. Wenn die Systemerdung mit anderen Erdungen verwechselt wird, kann die erzeugte Erdungszirkulation zu einer ungleichen Potenzialverteilung auf dem Erdungskabel führen, was den normalen Betrieb der Logikschaltung und der Analogschaltung in der SPS beeinträchtigt. Die Toleranz gegenüber logischen Spannungsstörungen des SPS-Betriebs ist gering und die Verteilungsstörung des logischen Erdpotentials kann leicht beeinträchtigt werden. Der logische Betrieb und die Datenspeicherung der SPS verursachen Datenverwirrung, Programmfehler oder Abstürze. Die Verteilung des simulierten Erdpotentials führt zu einer Verschlechterung der Messgenauigkeit und führt zu schwerwiegenden Verzerrungen und Fehlfunktionen der Signalmessung und -steuerung. Die Störungen durch das SPS-System werden hauptsächlich durch die gegenseitige elektromagnetische Strahlung zwischen den Komponenten und Schaltkreisen im System verursacht, wie z. B. die gegenseitige Strahlung von Logikschaltkreisen und deren Auswirkungen auf analoge Schaltkreise, die gegenseitige Beeinflussung zwischen analogen und logischen Schaltkreisen und die gegenseitige Fehlanpassung zwischen Komponenten. Dies sind alle Inhalte des elektromagnetischen Verträglichkeitsdesigns des SPS-Herstellers für das interne System, das relativ komplex ist und als Anwendungsabteilung nicht geändert werden kann. Es ist nicht notwendig, zu viel zu bedenken, aber es ist notwendig, ein System mit mehr Anwendungsleistungen oder einem getesteten System auszuwählen. Wie lassen sich Störungen im SPS-System besser und einfacher lösen? Die Auswahl von Geräten mit guter Isolationsleistung, die Auswahl einer hervorragenden Stromversorgung und eine vernünftigere Verlegung von Strom- und Signalleitungen können ebenfalls die Störung beheben, sind jedoch relativ umständlich, schwierig zu bedienen und kostspielig. ）Verwenden Sie einen Signalisolator, um das Interferenzproblem zu lösen. Solange dieses Produkt zwischen dem Eingangsende und dem Ausgangsende hinzugefügt wird, wo es Interferenzen gibt, kann das Interferenzproblem effektiv gelöst werden. Warum SPS? Was ist mit Signalisolatoren für Systemstörungen? Es ist einfach, bequem, zuverlässig und kostengünstig. Es kann die Arbeitsbelastung von Designern und System-Debugging-Personal erheblich reduzieren. Selbst wenn das komplexe System in den Händen gewöhnlicher Entwickler liegt, wird es sehr zuverlässig. Wie funktioniert der Signalisolator? Zunächst wird das von der SPS empfangene Signal durch Halbleiterbauelemente moduliert und transformiert, dann durch optische oder magnetische Sensoren isoliert und transformiert und anschließend demoduliert und vor der Isolierung wieder in das ursprüngliche Signal oder andere Signale umgewandelt. Gleichzeitig wird die Stromversorgung des isolierten Signals isoliert. Stellen Sie sicher, dass das transformierte Signal, die Stromversorgung und die Erde unabhängig sind. Welche Funktion hat der Signalisolator? 1: Schützen Sie den unteren Steuerkreis. 2: Reduzieren Sie den Einfluss von Umgebungsgeräuschen auf die Testschaltung. 3: Unterdrücken Sie Störungen durch öffentliche Erdung, Frequenzumrichter, Magnetventile und unbekannte Impulse an Geräten. Gleichzeitig haben Sender, Instrument, Frequenzumrichter und Magnetventil die Funktion, Druck und Nennstrom für die untergeordneten Geräte zu begrenzen. Loyaler Schutz von Eingang, Ausgang und Kommunikationsschnittstelle. Die Führungsschienenstruktur der Standardserie ist einfach zu installieren und kann Folgendes effektiv isolieren: Eingang, Ausgang und Potenzial zwischen Stromversorgung und Erde. Es kann Wandlerrauschen und verschiedene hoch- und niederfrequente Pulsationsstörungen überwinden. 8. Es gibt so viele Marken von Isolatoren auf dem Markt und die Preise sind uneinheitlich. Wie man wählt? Der Isolator befindet sich zwischen zwei Systemkanälen, daher sollten bei der Auswahl des Isolators zunächst die Eingangs- und Ausgangsfunktionen sowie die Eingangs- und Ausgangsmodi (Spannungstyp, Stromtyp, Schleifenstromversorgungstyp usw.) des Isolators festgelegt werden angepasst an die Front- und Rear-Kanal-Schnittstellenmodi. Darüber hinaus gibt es viele wichtige Parameter im Zusammenhang mit der Produktleistung, wie z. B. Präzision, Stromverbrauch, Geräuschpegel, Isolationsstärke und Buskommunikationsfunktion. Lärm hängt beispielsweise mit der Präzision zusammen, Stromverbrauch und Wärme hängen mit der Zuverlässigkeit zusammen, die vom Benutzer sorgfältig ausgewählt werden müssen. Kurz gesagt: Anwendbarkeit, Zuverlässigkeit und Kosteneffizienz sind die Hauptprinzipien bei der Auswahl von Isolatoren.