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改善交流伺服系統(tǒng)脈沖接口抗干擾能力的幾種典型接口方法由于交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部對(duì)脈沖指令和方向控制輸入采用了高速光耦。為增強(qiáng)其抗干擾及提高工作可靠性,建議對(duì)脈沖指令和方向控制輸入采用如下接線方式。(1)采用差分信號(hào)輸入方式該方式具有最好的抗干擾能力,適合于較高工作頻率。(2)控制器為集電極開路輸出形式時(shí)的推薦接法(3)控制器為射極跟隨輸出形式時(shí)的推薦接法注:當(dāng)VC=24V時(shí),R=1.2K?1.8K。當(dāng)VC=12V時(shí),R=510。,淺析伺服系統(tǒng)中電磁兼容性設(shè)計(jì)和抗干擾措施發(fā)布時(shí)間:2010-06-1816:36:25今天,伺服系統(tǒng)和CNC、PLC、變頻器、等其它自動(dòng)化產(chǎn)品一樣,已經(jīng)成熟應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。但是在實(shí)際應(yīng)用中,總會(huì)出現(xiàn)一些干擾因素,影響伺服系統(tǒng)的正常工作,如脈沖不準(zhǔn),驅(qū)動(dòng)器誤報(bào)等等,甚至造成設(shè)備失控和誤動(dòng)作,威脅到人和機(jī)械的安全。出現(xiàn)這些問題后,設(shè)備廠家總會(huì)認(rèn)為是產(chǎn)品缺陷,要求自動(dòng)化供應(yīng)商協(xié)助解決,甚至更換其它品牌的工控產(chǎn)品,現(xiàn)有工控產(chǎn)品便成了無辜的''替罪羔羊”。其實(shí)這種情況不論在進(jìn)口產(chǎn)品和國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品都會(huì)有發(fā)生的機(jī)率,只是在進(jìn)口的設(shè)備中,特別是歐美機(jī)械設(shè)備,比較注意產(chǎn)品的電磁兼容性(EMC)設(shè)計(jì)和安裝的規(guī)范,采取了必要的抗干擾措施,從而大大降低了干擾因素帶來的影響。工業(yè)控制設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性,不但取決于工業(yè)控制類產(chǎn)品的可靠設(shè)計(jì)、更取決于設(shè)備生產(chǎn)廠家的方案設(shè)計(jì)和施工安裝響。本文淺析了工控領(lǐng)域中伺服系統(tǒng)中常見的干擾因素,并結(jié)合筆者多年來的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)闡述了常用的抗干擾措施,以希望幫助工程師和設(shè)備廠家能夠正確的使用我們的產(chǎn)品,來實(shí)現(xiàn)設(shè)備和!定可靠的運(yùn)行。何謂EMCEMC直譯就是電磁兼容性,是日ectroMaareticCompatibility的縮寫。國(guó)際電工委員會(huì)(IEC對(duì)EMC的定義是指''設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運(yùn)行并不對(duì)其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾的能力〃。因此,EMC包括兩個(gè)方面的要求:一方面是指設(shè)備在正常運(yùn)行過程中對(duì)所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過一定的限值(EMI);另一方面是指組件對(duì)所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度,即電磁敏感性(EMS。簡(jiǎn)單的說,就是電子設(shè)備的干擾性和抗干擾能力。無論是CNC、PLC、伺服系統(tǒng)、變頻器都會(huì)產(chǎn)生電磁干擾,同時(shí)也受到其它設(shè)備的干擾。如變頻器、伺服驅(qū)動(dòng)器等PWM設(shè)備自身就是大的干擾源,但同時(shí)他們也是電子設(shè)備,控制板也同樣會(huì)受到其它產(chǎn)品的干擾。CNC和PLC自身產(chǎn)生的電磁干擾小,但要注意它們的抗干擾性。很多工程師在設(shè)計(jì)時(shí),往往會(huì)忽略這些細(xì)節(jié)。當(dāng)后期到達(dá)客戶現(xiàn)場(chǎng)后,才發(fā)現(xiàn)無法抵御外部干擾或者產(chǎn)生了干擾其它設(shè)備的情況,到時(shí)再''亡羊補(bǔ)牢〃。EMC最為重要的一條準(zhǔn)則是''預(yù)防是最有效的、最經(jīng)濟(jì)的方案”,因此合理的設(shè)計(jì)和規(guī)范的施工是提高工控產(chǎn)品和機(jī)械設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)的關(guān)鍵性因素和前提條件。伺服系統(tǒng)中干擾類型和途徑(1)來自空間的一輻射干擾來自空間的輻射干擾分布極為復(fù)雜,字面上理解這類的干擾源和被干擾產(chǎn)品間沒有直接的聯(lián)系,通常都是電磁感應(yīng)的形式在空間傳播的。在民用領(lǐng)域中,這類干擾像空氣一樣也無處不在,如打手機(jī)時(shí),電視機(jī)的圖像會(huì)產(chǎn)生雪花點(diǎn)等。飛機(jī)飛行中禁止使用遙控玩具和電子類產(chǎn)品也是基于杜絕輻射干擾的考慮。在工業(yè)控制系統(tǒng)中,輻射干擾源主要由是大型放電加工,高頻加熱設(shè)備對(duì)電網(wǎng)噪音污染,如高頻淬火機(jī)床,CNC等離子切割設(shè)備。變頻器和伺服驅(qū)動(dòng)器在運(yùn)行時(shí)也會(huì)通過電網(wǎng)電線對(duì)其它控制類設(shè)備發(fā)射的噪音信號(hào)。電柜中大電流交直流接觸器或者繼電器線圈頻繁吸合產(chǎn)生的浪涌沖擊,也同樣會(huì)產(chǎn)生噪音污染。對(duì)付輻射干擾最為有效的措施就是金屬屏蔽。(2)來自系統(tǒng)配線一傳導(dǎo)干擾這類干擾在工業(yè)控制領(lǐng)域比較常見,干擾的途徑多為自控系統(tǒng)中的變頻器和伺服驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生的噪音,經(jīng)由電源電纜、信號(hào)電纜或者錯(cuò)誤的接地電纜等,傳導(dǎo)到系統(tǒng)的其它電子設(shè)備,從而影響到機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定性運(yùn)行。對(duì)付傳導(dǎo)干擾的有效措施就是采用電源濾波器、隔離電源、屏蔽電纜、以及合理和可靠的接地來解決問題。(伺服系統(tǒng)中噪音干擾的途徑)伺服系統(tǒng)的抗干擾措施通過以下措施可以有效降低電磁干擾,提高系統(tǒng)的抗干擾性。(1)電氣控制柜的設(shè)計(jì)和安裝電柜設(shè)計(jì)必須使用金屬材料,在電柜設(shè)計(jì)時(shí),要根據(jù)EMC的區(qū)域原則,合理的布局。將不同的設(shè)備規(guī)劃在不同的區(qū)域中,伺服放大器或者變頻器、等驅(qū)動(dòng)單元應(yīng)盡量靠近安裝在柜子的底部,使用接地金屬隔離板將區(qū)域隔離,或者獨(dú)立安裝在金屬電柜中分高PLC和CNC等其它電磁干擾小的電氣組件。電柜中,電氣元器件的安裝要根據(jù)其安裝的要求留有一定得空間,以保證良好的通風(fēng)和散熱,不要阻擋風(fēng)扇的正常流通。電柜中布線應(yīng)強(qiáng)弱分開,信號(hào)線和動(dòng)力線要分開走線,不要將380/220VAC和24VDC以下規(guī)格電纜共享同一個(gè)電纜槽。變頻器和伺服驅(qū)動(dòng)放大器單元到電機(jī)動(dòng)力電纜應(yīng)使用金屬屏蔽層的電纜,電纜線應(yīng)該盡量的短,以避免功率損耗,減少干擾。電纜的屏蔽層的電導(dǎo)至少是U/V/W相導(dǎo)線線芯電導(dǎo)的1/10。電機(jī)電纜和其它電纜長(zhǎng)距離最小為500mm,應(yīng)避免長(zhǎng)距離平行走線,交叉走線,當(dāng)控制電纜和電源電纜交叉,應(yīng)保證900交叉,同時(shí)必須用金屬夾子將電纜屏蔽層固定在安裝板上。電柜通風(fēng)開孔要使用密集金屬網(wǎng)格,切口越小越好。因?yàn)楠M孔可能在電柜中傳導(dǎo)輻射高頻信號(hào)。電柜的柜門和電纜的進(jìn)線口要可靠接地,避免電柜內(nèi)部的干擾磁場(chǎng)通過屏蔽電纜泄漏出去。柜門要使用有傳導(dǎo)性的密封墊,緊貼柜體。這些措施在放電加工設(shè)備尤為重要。AC接觸器和DC繼電器安裝要遠(yuǎn)離I/O部件和信號(hào)電纜,并且要使用正確的RC抑制組件和飛輪二極管,減少線圈吸合時(shí)噪音污染。孰作#瞽存避醫(yī)
遭探普相克
靠存TT礴&時(shí)(不正確的安裝一接觸器吸合時(shí)帶來的電磁干擾)(2)電源部分考慮動(dòng)力變壓器選用-一臺(tái)達(dá)的伺服系統(tǒng)在1.5KW以下,支持單相AC220V電源輸入。彳B2KW?7.5KW,就需要AC380/AC220S三相動(dòng)力變壓器來提供動(dòng)力電源。變壓器的隔離在一定程度上也提高了設(shè)備的抗干擾能力,對(duì)于金屬切削加工設(shè)備,如CNC車、銑床,我們都建議客戶使用三相AC220V動(dòng)力變壓器,因?yàn)檫@樣可以減少用戶電網(wǎng)的波動(dòng)對(duì)加工效果的影響。變壓器的容量一般選擇驅(qū)動(dòng)器功率總和的1.5~2倍。當(dāng)變壓器容量不足時(shí),變壓器會(huì)發(fā)熱,會(huì)影響電機(jī)扭力的平穩(wěn)輸出。除提供伺服系統(tǒng)的動(dòng)力變壓器外,設(shè)備可能還需要使用單相AC220V提供上位機(jī)工作,如PLC,CNC等,我們建議客戶增加一臺(tái)獨(dú)立的AC220V控制變壓器的來提供控制電源,不要和驅(qū)動(dòng)器動(dòng)力部分使用同一個(gè)AC220V電源,因?yàn)樗欧?qū)動(dòng)器產(chǎn)生的噪音,有可能會(huì)影響CNC和PLC的工作。對(duì)于直流DC開關(guān)穩(wěn)壓電源可以提供I/O模組工作或者外部傳感器的工作電源,使用這個(gè)電源時(shí)要考慮足夠的容量,至少留有20%的余量。同時(shí)DC電源要有足夠的抗沖擊能力,以保證負(fù)載突變時(shí),維持一個(gè)穩(wěn)定的電壓輸出,要求變化率不能大于5%。直流DC開關(guān)穩(wěn)壓電源組件要可靠地接地。當(dāng)使用大電流的DC24V電磁閥、離合器或者伺服電機(jī)電磁剎車線圈時(shí),不能使用這個(gè)穩(wěn)壓電源,因?yàn)樨?fù)載的沖擊,有可能造成PLC和CNCI/O模組信號(hào)的誤動(dòng)作。當(dāng)使用DC24V繼電器時(shí),要使用飛輪二極管以減少線圈吸合時(shí)噪音污染。(3)接地部分考慮合理和可靠的接地是解決傳導(dǎo)性干擾最為有效地方法,但錯(cuò)誤的接地不但不能減少干擾,反而成為干擾的''幫兇”。在國(guó)內(nèi),供電系統(tǒng)因?yàn)榇蟛糠质褂玫氖荰N-C三相四線制供電環(huán)境,PE線和N線合一,設(shè)備間噪音干擾大,所以處理起來也最為頭痛!接地根據(jù)用途分類可以分為信號(hào)地、屏蔽地、保護(hù)地。信號(hào)地GND:提供給控制信號(hào)的基準(zhǔn)電平(0v)屏蔽地SG:是為了運(yùn)行可靠,抵抗外部干擾而提供的將內(nèi)部和外部噪音隔離的屏蔽層,各組件的機(jī)殼、金屬外罩、安裝板,以及電纜的屏蔽層連接在一起。系統(tǒng)地PE:是將各設(shè)備機(jī)殼與大地相連,以保證有漏電發(fā)生時(shí),可以保證人員安全,同時(shí)也確保干擾噪音流入大地。電柜中所有的電氣組件接地端子(變頻器、PLC)都要使用短而粗的接地線可靠的連接到公共接地點(diǎn)或者接地母排PE上,嚴(yán)禁將接地端子隨意的連接在電柜的金屬外殼上。強(qiáng)電功率線屏蔽層處理---如驅(qū)動(dòng)器輸入電纜、電機(jī)U/V/W電纜、接觸器線圈屏蔽電纜等,電壓等級(jí)在24V以上的屏蔽電纜的金屬屏蔽層要采用金屬卡子卡在強(qiáng)電接地板上。信號(hào)線屏蔽層處理---如電機(jī)的編碼器信號(hào)線線、傳感器信號(hào)線,變頻器控制線、伺服控制線等,電壓等級(jí)在24V以上的電纜,必須使用雙絞屏蔽電纜!屏蔽電纜兩端的金屬屏蔽層要采用金屬卡子卡在信號(hào)線接地板上,或者連接到插頭的屏蔽卡子或接頭的金屬外殼部分!只有在特殊情況才做單邊屏蔽!信號(hào)線回路和強(qiáng)電回路電纜不能夠捆扎在一起,分開走線。如果靠的太近,強(qiáng)電信號(hào)就會(huì)對(duì)弱電信號(hào)進(jìn)行干擾,兩者可以成90°交叉,但嚴(yán)禁長(zhǎng)距離平行走線安裝。電柜中最小距離20cm以上,強(qiáng)電接地板和信號(hào)線接地板不能共享一塊金屬板接地,兩者要保持一定距離,并且要使用短而粗的電纜連接到公共接地導(dǎo)線。信號(hào)電纜布線要遠(yuǎn)離變頻器、變壓器、伺服驅(qū)動(dòng)器、接觸器等可以產(chǎn)生嚴(yán)重磁場(chǎng)干擾的設(shè)備。雙端屏蔽——一般情況下,如果源端和接收端設(shè)備兩邊都接地,屏蔽電纜兩端都要接金屬機(jī)殼,并確保大面積接觸金屬表面以便能承受高頻干擾。如果僅僅在一端接地屏蔽,電纜上也可能出現(xiàn)干擾。單邊屏蔽---在極少數(shù)情況下,也可以只進(jìn)行一端屏蔽。例如,不帶數(shù)字符件的純模擬系統(tǒng)。在一端進(jìn)行屏蔽僅僅提供了對(duì)低頻的靜電保護(hù),有能力耦合吸收干擾和發(fā)射。單端屏蔽的屏蔽聯(lián)接屏蔽點(diǎn)必須是聯(lián)接部件的電氣參考地。如果聯(lián)接兩邊(源端和接收端都處于浮地狀態(tài),則屏蔽必須接在接收端。如果源端和接收端兩邊都接地,則屏蔽必須兩端都接地。(4)EMI電磁濾波器的使用當(dāng)變頻器或者伺服驅(qū)動(dòng)器工作在一個(gè)對(duì)電磁干擾較為敏感的場(chǎng)合,那么你就必須考慮為它們選用EMI電磁濾波器,可以防止此類設(shè)備產(chǎn)生的干擾耦合到外部電源回路中,使驅(qū)動(dòng)器電磁干擾影響降至最低。EMI的安裝注意事項(xiàng)為了確保EMI濾波器(EMIFilter)能發(fā)揮最大的抑制伺服驅(qū)動(dòng)器干擾效果,除了伺服驅(qū)動(dòng)器,按照使用手冊(cè)的內(nèi)容安裝及配線之外,還需注意以下幾點(diǎn):A伺服驅(qū)動(dòng)器及EMI濾波器(EMIFilter)都必須要安裝在同一塊金屬平面上。B伺服驅(qū)動(dòng)器及EMI濾波器安裝時(shí),請(qǐng)盡量將伺服驅(qū)動(dòng)器安裝在EMI濾波器之上。C配線盡可能的縮短。D金屬平面要有良好的接地。E伺服驅(qū)動(dòng)器及EMI濾波器(EMIFilter)的金屬外殼或接地必須很可靠的固定在金屬平面上,而且兩者間的接觸面積要盡可能的大。選用電機(jī)線及安裝注意事項(xiàng):電機(jī)線的選用及安裝正確與否,關(guān)系著EMI濾波器(EMIFilter)能否發(fā)揮最大的抑制伺服驅(qū)動(dòng)器干擾效果。請(qǐng)注意以下幾點(diǎn):A使用有屏蔽銅網(wǎng)的電纜線(如有雙層屏蔽層者更佳)。B在電機(jī)線兩端的屏蔽銅網(wǎng)必須以最短距離及最大接觸面積去接地。C電機(jī)線的屏蔽銅網(wǎng)與金屬平面的連接方式需正確,應(yīng)將電機(jī)線兩端的屏蔽銅網(wǎng)使用U型金屬配管支架與金屬平面固定。DU型金屬配管支架與金屬平面固定處需將保護(hù)漆移除,確保接觸良好。結(jié)束語控制系統(tǒng)中的干擾是一個(gè)十分復(fù)雜的問題,只有設(shè)計(jì)工程師和設(shè)備廠家在設(shè)計(jì)中和施工中做到''未雨綢繆、防微杜漸”,堅(jiān)持''預(yù)防是最有效、最經(jīng)濟(jì)的方案”的準(zhǔn)則,來綜合和全面的考慮各方面的因素,才能夠有效地避免系統(tǒng)干擾的發(fā)生,從而保證設(shè)備穩(wěn)定可靠的運(yùn)行。來源:《中國(guó)電源博覽》105期PLC和伺服組成的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中的抗干擾設(shè)計(jì)摘要分析了各種干擾對(duì)PLC和伺服驅(qū)動(dòng)器作用的機(jī)理,從硬件和軟件兩個(gè)方面提出了相關(guān)
的抗干擾措施。這些措施對(duì)于PLC系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)控制中的應(yīng)用有一定的實(shí)用價(jià)值。關(guān)鍵詞PLC;Servo;抗干擾;數(shù)字濾波一概述著工業(yè)控制技術(shù)的發(fā)展,PLC和伺服技術(shù)的到了長(zhǎng)足的發(fā)展。PLC是專為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境設(shè)計(jì)的
計(jì)算機(jī)控制設(shè)備,且有可靠性高、硬件配套齊全、用戶程序簡(jiǎn)單易學(xué)且維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)而廣
泛應(yīng)用于各行各業(yè)中;交流伺服電機(jī)控制采用了磁場(chǎng)定向矢量控制原理,具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、穩(wěn)
態(tài)運(yùn)行精度高、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小,低速運(yùn)行平滑等性能,而且調(diào)速范圍較大,做為進(jìn)給傳動(dòng)裝置得
到了廣泛的應(yīng)用。PLC一般具備脈沖輸出接口,所以以PLC和脈沖式伺服組成的簡(jiǎn)易數(shù)控系
統(tǒng)是經(jīng)濟(jì)型機(jī)床的首選。PLC和伺服都是專門為工業(yè)控制環(huán)境而設(shè)計(jì)的,因此本身可靠性強(qiáng),所以在一般的控制系統(tǒng)中不
用抗干擾設(shè)計(jì)或進(jìn)行簡(jiǎn)單的抗干擾設(shè)計(jì)就可以使系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行。但在特別惡劣的應(yīng)用
環(huán)境中,如強(qiáng)電場(chǎng)、強(qiáng)磁場(chǎng)、劇烈的沖擊和振動(dòng)環(huán)境,控制系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)并不一定能可靠地工
作;另外,在對(duì)可靠性要求特別高的場(chǎng)合,就要對(duì)控制系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行特別的抗干擾設(shè)計(jì)。
為提高系統(tǒng)的可靠性,首先要認(rèn)真分析相應(yīng)的應(yīng)用環(huán)境中各種可能產(chǎn)生干擾來源,在此基礎(chǔ)上選
擇可靠性強(qiáng)的PLC及相關(guān)模塊,從硬件的角度如工程設(shè)計(jì)、施工布線、使用維護(hù)等進(jìn)行抗干擾
設(shè)計(jì),另外,還要有針對(duì)性地從軟件方面進(jìn)行抗干擾設(shè)計(jì)。二系統(tǒng)中主要的干擾來源和抑制措施干擾的來源眾多,破壞了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。系統(tǒng)的不穩(wěn)定的主要表現(xiàn)為內(nèi)部信息被破壞,導(dǎo)致控
制系統(tǒng)混亂,執(zhí)行機(jī)構(gòu)誤動(dòng)作和網(wǎng)絡(luò)出錯(cuò),影響設(shè)備的正常運(yùn)行。2.1PLC從形式上講,PLC控制系統(tǒng)的干擾分為兩類:內(nèi)部干擾、外部干擾。內(nèi)部干擾,是PLC本身的問
題;外部干擾,包括導(dǎo)線傳入的干擾(由電源線、控制線各信號(hào)線等外部線引入的干擾)、空間
感應(yīng)和輻射干擾、地線傳入的干擾。在現(xiàn)實(shí)的工業(yè)實(shí)際情況中,內(nèi)部干擾的情況比較少見。下面首先分析來自外部的干擾。(1)選用性能優(yōu)良的電源,采取措施抑制電網(wǎng)干擾在PLC控制系統(tǒng)中,電源占有極其重要的地位,也是干擾進(jìn)入PLC的主要途徑之一。電網(wǎng)線
路上掛接了各種用電設(shè)備,如大功率電動(dòng)機(jī)、交直流傳動(dòng)裝置、變頻器、家用電器等等,這些設(shè)
備的啟、停會(huì)引起電網(wǎng)的電流電壓波動(dòng),產(chǎn)生的幅值很大浪涌和高次諧波。如果使用PLC系
統(tǒng)的交流供電電源,在干擾較強(qiáng)或可靠性要求很高的場(chǎng)合,可以在PLC的交流電源輸入端加
接帶屏蔽層的隔離變壓器和低通濾波器,屏蔽層應(yīng)可靠接地;也可以在初級(jí)、次級(jí)繞組之間加
屏蔽層,并將它們和鐵芯一起接地,以提高高頻共模干擾能力。(2)來自空間感應(yīng)和輻射的干擾大多PLC控制系統(tǒng)所處的空間中有各種各樣的電場(chǎng)和磁場(chǎng),這些電場(chǎng)、磁場(chǎng)無不影響著控制系
統(tǒng)。電磁場(chǎng)(EMI)主要由電力網(wǎng)絡(luò)、電氣設(shè)備的暫態(tài)過程、雷電、無線電廣播、電視、雷
達(dá)、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備等產(chǎn)生的;屏蔽效果差的PLC控制系統(tǒng)本身也會(huì)產(chǎn)生電磁場(chǎng),所產(chǎn)生的
電磁場(chǎng)反過來又影響控制系統(tǒng)本身。這些電磁場(chǎng)統(tǒng)稱為輻射干擾,其分布極為復(fù)雜。只要PLC
控制系統(tǒng)處于輻射范圍內(nèi),其就會(huì)受到干擾。控制系統(tǒng)受到干擾的程度和輻射的強(qiáng)弱和頻率有
關(guān)。輻射通過以下兩種途徑影響PLC控制系統(tǒng):①直接對(duì)PLC內(nèi)部的輻射,由電路感應(yīng)產(chǎn)生干
擾;②對(duì)PLC通信網(wǎng)絡(luò)的輻射,由通信線路的感應(yīng)引入干擾。針對(duì)此種干擾,屏蔽、濾波和接
地是三種主要的方法。(3)由信號(hào)線引入的干擾相鄰信號(hào)線上的串?dāng)_信號(hào)會(huì)在被串單線路上產(chǎn)生噪聲或在被串線路對(duì)上產(chǎn)生耦合信號(hào),即在被
串線路上有串?dāng)_信號(hào)存在。由信號(hào)引入干擾會(huì)引起1/0接口信號(hào)工作異常和測(cè)量精度大大降
低,嚴(yán)重時(shí)將引起元器件損傷。對(duì)于隔離性能差的系統(tǒng),還將導(dǎo)致信號(hào)間互相干擾,引起共地系統(tǒng)
總地線回流,造成邏輯數(shù)據(jù)變化、誤動(dòng)和死機(jī)。(4)由地線引入的干擾。接地的目的有兩個(gè):一是為了安全;二是為了抑制干擾地線的連接方式不當(dāng),會(huì)引起地2邈。地
環(huán)流在屏蔽線內(nèi)部產(chǎn)生電磁場(chǎng),進(jìn)而干擾屏蔽線,造成信號(hào)的失真。下圖為正確的接地方式,堅(jiān)
決避免串聯(lián)接地。(5)不科學(xué)安裝和布線不同類型的PLC有不同的安裝規(guī)范,如CPU與電源的安裝位置、機(jī)架間的距離、接口模塊的安裝位置,1/0模塊量、機(jī)架與安裝部分的連接電阻等都有明確的要求,安裝時(shí)必須按所用的產(chǎn)品的安裝要求進(jìn)行。PLC應(yīng)設(shè)有獨(dú)立、良好的接地裝置,接地電阻要小于100C,接地線不能超過20m,PLC不能與其它設(shè)備共用一個(gè)接地體川。PLC電源線、I/O線、動(dòng)力線最好放在各自的電纜槽或電纜管中,線中心距要保持至少大于300mm的距離。模擬量輸入/輸出線最好加屏蔽,且屏蔽層應(yīng)一端接地。PLC要遠(yuǎn)離干擾源,信號(hào)線若不能避開干擾源,應(yīng)采用光纖電纜。在室外安裝時(shí)須采取防雷擊的措施,比如在兩端接地的金屬管線中走線。圖二直簫帽人和輸出負(fù)戟的兩端并聯(lián)二極管Au圖三妍特入和輸出貨毀要異聯(lián)陽容瞅應(yīng)器*Au圖三妍特入和輸出貨毀要異聯(lián)陽容瞅應(yīng)器*為了減少動(dòng)力電纜電磁輻射干擾,尤其變頻裝置饋電電纜引起的電磁干擾,決定采用兩條基本原則:其一是在實(shí)際工程中,盡量采用銅帶鎧裝屏蔽電力電纜,降低動(dòng)力線產(chǎn)生的電磁干擾,這種方法的實(shí)際效果在許多場(chǎng)合被證明是非常有效的;二是對(duì)不同類型的信號(hào)分別由不同電纜傳輸,信號(hào)電纜應(yīng)按傳輸信號(hào)種類分層敷設(shè),嚴(yán)禁同一電纜的不同導(dǎo)線同時(shí)傳送動(dòng)力電源和信號(hào),避免信號(hào)線與動(dòng)力電纜平行敷設(shè),以減小電磁干擾。在PLC控制系統(tǒng)中,硬件上的抗干擾設(shè)計(jì)是基礎(chǔ)也是抑制干擾的根本的措施。除此之外,還可以在軟件設(shè)計(jì)上,可以采用數(shù)字濾波和軟件容錯(cuò)等經(jīng)濟(jì)有效的方法,進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。(1)數(shù)字濾波現(xiàn)場(chǎng)的模擬量信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字量信號(hào),存人PLC中,再利用數(shù)字濾波程序?qū)ζ溥M(jìn)行處理,濾去噪聲信號(hào)從而獲得所需的有用信號(hào)。工程上的數(shù)字濾波方法很多,常用的有:平均值濾波法、中間值濾波法、加權(quán)濾波、滑動(dòng)濾波法等。(2)軟件容錯(cuò)盡管采用了各種抗干擾技術(shù),但不能夠完全杜絕干擾,干擾或多或少、或大或小總是存在的,并且在特定的條件下還有可能對(duì)控制系統(tǒng)造成大的干擾,因此,我們還應(yīng)該在程序編制中采取軟件容錯(cuò)技術(shù)。所謂容錯(cuò),就是在干擾不能避免的情況下,萬一其對(duì)控制系統(tǒng)造成大的干擾而使系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí),控制系統(tǒng)能對(duì)其及時(shí)的進(jìn)行反應(yīng),并根據(jù)出錯(cuò)時(shí)的狀態(tài)決定系統(tǒng)下一步補(bǔ)救措施。主要有以下容錯(cuò)技術(shù):①程序重復(fù)執(zhí)行技術(shù):在程序執(zhí)行過程中,一旦發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)故障或錯(cuò)誤,在某些情況下可以重新執(zhí)行被干擾的先行指令若干次。若重復(fù)執(zhí)行成功,說明引起控制系統(tǒng)故障的原因?yàn)楦蓴_,否則是干擾以外的原因,此時(shí)應(yīng)輸出軟件失?。‵ault)并停機(jī)、報(bào)警。②對(duì)死循環(huán)作處理:在程序中設(shè)計(jì)了定時(shí)狗(WDT)程序,當(dāng)定時(shí)超過原定時(shí)間時(shí),可以斷定系統(tǒng)進(jìn)入了死循環(huán)。當(dāng)控制系統(tǒng)進(jìn)入了死循環(huán),可以根據(jù)程序的判斷,決定下一步是停機(jī)還是進(jìn)入相關(guān)的子程序進(jìn)行系統(tǒng)的恢復(fù)。③軟件延時(shí):為確保重要的開關(guān)量輸人信號(hào)、易抖動(dòng)信號(hào)的檢測(cè)和控制回路數(shù)據(jù)采集的正確性,可采用軟件延時(shí)15ms—20ms,并對(duì)同一信號(hào)多次讀取,結(jié)果一致,才確認(rèn)有效,這樣可消除偶發(fā)干擾的影響。2.2伺服伺服系統(tǒng)和PLC系統(tǒng)類似,PLC的外部干擾源和抗干擾措施同樣適用于伺服系統(tǒng)。同時(shí),伺服系統(tǒng)和PLC還有不同之處。伺服驅(qū)動(dòng)器的抗干擾主要式防止干擾脈沖的輸入。(1)伺服驅(qū)動(dòng)器的脈沖輸入端口分為開路集電極方式和差分輸入方式。由于開路集電極方式的抗干擾能力比差分輸入方式的差的多,所以,選型的時(shí)候盡量選取含有差分輸入方式的伺服驅(qū)動(dòng)器。(2)為了盡量減少伺服驅(qū)動(dòng)器在沒有上位定位指令的時(shí)候?qū)⒏蓴_信號(hào)輸入,在程序設(shè)計(jì)中要在沒有脈沖輸入時(shí),將伺服驅(qū)動(dòng)器的“脈沖輸入禁止”信號(hào)激活,這樣能有效的減少干擾脈沖的輸入。(3)伺服驅(qū)動(dòng)器和伺服電機(jī)之間的連線要使用屏蔽線,線纜的撥開
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