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控製係統

三菱產品在電氣成套上的注意事項

星之球激光 來源:中國自動化網2011-12-17 我要評論(0 )   

三菱工控產(chan) 品在各工礦企業(ye) 的應用非常廣泛,雖產(chan) 品本身質量已有保證,但由於(yu) 工業(ye) 現場的情況千變萬(wan) 化,規律不明,設備成套後整個(ge) 係統運行中難免出現幹擾現象。因幹擾是相...

三菱工控產(chan) 品在各工礦企業(ye) 的應用非常廣泛,雖產(chan) 品本身質量已有保證,但由於(yu) 工業(ye) 現場的情況千變萬(wan) 化,規律不明,設備成套後整個(ge) 係統運行中難免出現幹擾現象。因幹擾是相互作用的過程,任何一方對另一方的作用都會(hui) 造成係統故障。因此它在原理分析和實際解決(jue) 中很複雜,既要情況判斷又需實踐經驗。據目前用戶使用產(chan) 品過程中較容易發生該問題的來源有: 
    1 因設備龐大、布置分散而使走線過長、路徑欠合理造成接地不良、形成幹擾回路、產(chan) 生線噪聲、與(yu) 相關(guan) 設備互為(wei) 影響等。 
    2 排線時未按強弱電分路原則,即動力、控製、通訊等合為(wei) 一股。動力方麵較易區分,而控製信號內(nei) 容較多,按不同實際要求對其分類也各異。 
    3 相關(guan) 設備與(yu) 係統的相互影響,一般為(wei) 電磁幹擾,大致有: 
    a) 變頻器、伺服裝置等具脈衝(chong) 發生源的設備 
    b) 線切割機、電火花加工機等產(chan) 生脈衝(chong) 和電弧的設備 
    c) 照明器具(日光燈)開啟階段的抖動 
    d) 繼電器、接觸器釋放時的反峰電壓 
    e) 周邊設備與(yu) 係統的部分信號頻率相近 


 

    一 控製信號的基本分類: 
    1 開關(guan) (數字)型輸入 
    a)幹觸點—操作按鈕(開關(guan) )、行程及限位開關(guan) 、繼電器、接觸器輔助觸點等。由於(yu) PLC輸入端導通電流為(wei) 5-7mA,為(wei) 保證信號穩定,須使輸入端導通時電流維持在3.5和4.5 mA。如果由於(yu) 接觸不良或導線過長則易受幹擾。另外較大容量的接觸器輔助觸點在小電流時應考慮其接觸可靠。 
    b) 接近開關(guan) 、光電開關(guan) 、集電極開路型編碼器等—-這類元件大都置於(yu) 現場,與(yu) PLC間產(chan) 生一定的距裏,有受幹擾的可能,應盡量選用開關(guan) 性能好的產(chan) 品。一般在電平的間隔/脈寬比大的情況下較易受幹擾。


    c) 差動型編碼器—這類形式的傳(chuan) 感器較適合長距裏、高速度的場合,受幹擾機會(hui) 比前者要少。而集電極開路型會(hui) 因導線過長衰減輸出電平。 


 

    2 開關(guan) (數字)型輸出: 
    a) 繼電器—用於(yu) 驅動接觸器、電磁閥、照明燈、電子線路及其它設備。負載電源為(wei) DC30V以下和AC240V以下。若是交流負載,為(wei) 方便排線,這類控製信號在通常情況下可與(yu) 動力線一齊安置。直流負載下依照其電壓等級及所驅動之設備性質視實情而定。 
    b) 晶體(ti) 管輸出(DC5-30V) Ⅰ 驅動繼電器、指示燈、電子線路及其它設備,低電壓負載時需考慮幹擾因素。 Ⅱ 以電平或脈衝(chong) 形式驅動變頻器、定位裝置、電子線路等。建議與(yu) 動力線保持適當距裏,至少30cm。在係統設計時考慮盡量遠離可能相互產(chan) 生影響的裝備。 
    c ) 注意事項—PLC輸出所接外部負載(接觸器、電磁閥)等感性元件,應按交直流性質加接阻容吸收電路或續流二極管。雖三菱PLC推廣至今並未因忽略此項工作而引起幹擾,但會(hui) 使其內(nei) 部的輸出元件縮短壽命,並且很容易影響外部的電子設備,效果明顯。 

    3 模擬型輸入: 
    以電壓或電流形式接入PLC,一般從(cong) 各類檢測或控製設備(傳(chuan) 感器、儀(yi) 器儀(yi) 表等)中輸出,如它們(men) 由於(yu) 線路過長、使用不當或本身質量等問題則易受幹擾進而仿礙係統的運作。尤其小信號時,建議采用電流型輸入。

    4 模擬型輸出: 
    以電壓或電流形式從(cong) PLC輸出至相關(guan) 設備,與(yu) 模擬型輸入一樣,關(guan) 注小信號時的可靠性,如長距裏時的幹擾及衰減現象等。

    5 通訊線路: 
    a) 光纜—於(yu) 脫離電平傳(chuan) 輸的方式,故能進行高效能、低損耗的信息傳(chuan) 遞。可不受電磁幹擾的影響。 
    b) 同軸電纜和雙絞線—均屬電氣連接,具電平傳(chuan) 輸的特點。同軸電纜因介質良好、結構精製而傳(chuan) 輸距裏遠、速度高、鏈接站數多、少受幹擾,但造價(jia) 偏高。雙絞線在此方麵的性能低於(yu) 前者,但價(jia) 格經濟、排線方便,可自行製作。在係統龐大、空間有限的場合下較為(wei) 適合(需接終端電阻)。在布置通訊線纜時應盡力做到與(yu) 動力線、控製線分開而單獨行走,保證全係統的通訊暢通,不受幹擾。目前尚少發現三菱產(chan) 品因幹擾而因起的通訊異常現象。 

    由於(yu) 用戶在設備成套時選用三菱產(chan) 品僅(jin) 為(wei) 係統之一部分,自行配置了一定數量的周邊設備,如低壓電器、電機、電磁閥、傳(chuan) 感器、儀(yi) 器儀(yi) 表、電子電路、電腦、各種網絡及其它工控產(chan) 品。其中有些產(chan) 品或網絡並非都具有工業(ye) 標準或者未經曆考驗,係統集成後相互間均可能產(chan) 生影響。因此在係統設計、元件選用、設備就位、安裝、接排線、調試、維護等方麵都有合理與(yu) 否的問題,有先天條件限製也有後天人為(wei) 因素,或剛運行時正常以後隨著諸多原因致使環境變化而引起異常。 

    電器成套時為(wei) 減少幹擾的機會(hui) ,應按有關(guan) 行業(ye) 規定做相關(guan) 的準備工作,以杜絕隱患。鑒於(yu)  係統設計、設備就位等事宜均由用戶根據各自生產(chan) 情況、使用要求、資金條件等因素權衡而定,不便隨意更改,這裏僅(jin) 從(cong) 電氣方麵提些建議,包括: 
    1 設備就位—在整個(ge) 係統大原則已確定的情況下(包括電氣櫃內(nei) 的元件),參照原理,盡力做到布置合理,便於(yu) 減少無效排線路徑以降低有害因素。 
    2 排線—若條件所限不便詳細分類也應大致分為(wei) 強、弱電,並盡可能保證線纜減少並行機會(hui) 以降低導線間互感。另外,弱電信號線較長時可按需要采用雙絞線方式以減小分布電容和互感。


    3 即使在硬件上無法消除幹擾,有時在部分場合中也可用增補對應程序的方法予以改善。 


 

    目前據用戶反映,一般在使用了高速計數、溫度控製、變頻器、伺服(步進)裝置等產(chan) 品時容易出現幹擾現象。 
    1 高速計數模塊AISD62:
    編碼器與(yu) 模塊相距30m,出現計數時有不準(脈衝(chong) 丟(diu) 失)現象。安裝接線要求應附合編碼器與(yu) 電源應單獨連接,而不能通過模塊電源線路徑,糾正後情況改善。 


    2 熱電偶溫度模塊FX2N-4AD-TC:#p#分頁標題#e#
    溫度值常跳躍不定,範圍為(wei) 3-5℃,影響機組工作,程序中對平均采樣點數之相關(guan) BFM進行了反複調整,無效果。後將補償(chang) 導線的屏蔽端改接至模塊供電電源之0V,情況明顯改善。其波動範圍為(wei) 0.1-0.3℃。在某些場合若采取以上措施仍無作用,可采用熱電偶+變送器+普通A/D模塊的方式,因變送器本身已形成一隔離環節,故能在較大程度上解決(jue) 數值擾動問題。 
 


    3定位模塊 FX1S(1N)、FX2N-1PG、FX2N-10(20)GM:
    有關(guan) 定位模塊與(yu) 伺服裝置的抗幹擾措施可參閱產(chan) 品使用手冊(ce) ,這裏簡單解釋一下與(yu) 步進電機驅動器相連的情況。不少步進電機驅動器與(yu) 進口產(chan) 品比較存有差別,常見的現象為(wei) 因幹擾脈衝(chong) 引起電機失步而造成位置誤差大,除了采取與(yu) 伺服裝置類似的方法外,較簡易的做法可加裝濾波器加以改善。由於(yu) 脈衝(chong) 驅動類裝置的工作頻率範圍較寬,並不知其輸入(出)阻抗,難以計算,故勿輕易加裝自製濾波器一類的元件,選用不當不但會(hui) 吸收正常的高頻脈衝(chong) ,而且降低係統的響應水平,應征對具體(ti) 情況而定。 
 


    4 變頻器FR-E500: 
    用戶在電控櫃內(nei) 安裝了多台了A500和E500係列變頻器,運行時有多台E500變頻器出現操作麵板上頻率顯示為(wei) 0,且RUN指示熄滅,但運行照常。按動任一鍵則恢複顯示。觀察中發現所有變頻器接地端相連至電器櫃箱體(ti) ,而箱體(ti) 並未接地。接地是一項較嚴(yan) 格的工作,須做徹底,若無條件可暫不接地,做一半而舍一半,則容易引起幹擾。設備運至現場正式接地後故障消除。 
    5 變頻器FR-A500:
    變頻器運行時對用戶控製儀(yi) 表形成幹擾,卸掉電機後使變頻器空載運行,係統正常,初判斷應為(wei) 輸出線噪聲所致,選用FR-BLF線噪聲濾波器接於(yu) 變頻器U、V、W端與(yu) 電機之間。幹擾程度明顯降低。如線噪聲並非來自於(yu) 負載,而是源於(yu) 電網輸入,則可將濾波器接於(yu) 進線側(ce) R、S、T端。 
    6 在某些場合由於(yu) 無法完全消除幹擾,可在軟件中增加程序,其原則為(wei) 降低所受幹擾數 據的靈敏度,通過定時平均運算,使之相對遲鈍,不易波動。當然,它僅(jin) 適合在實時要求不高的場合。 


 

    以上所涉及產(chan) 品功能並技術數據僅(jin) 以三菱產(chan) 品為(wei) 參照,相關(guan) 內(nei) 容也隻是本人在以往工作中的一些體(ti) 會(hui) ,這些現象的產(chan) 生遠遠超越某個(ge) 品牌產(chan) 品的範圍。鑒於(yu) 幹擾現象的複雜性與(yu) 不確定性及現場經驗等原因,有些認識並不全麵。望有相關(guan) 經驗的同行加以補充、指正,更好地維護和提高所從(cong) 事產(chan) 品之信譽。

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