设计
品质是设计出来的,在工程设计阶段,工程师就考虑到所有可能发生的干扰现象。一般有下面几个方面:
A、 接地系统的设计(参考三地处理原则)
B、 管线的设计,应选合适的信号线、通讯线,作保守的管路设计,尤其是通讯管路采用全程金属管。
C、 电源设计,尤其是有变频器应用的场合,需特别注意电源的隔离。
D、系统的通讯是系统关健的部分,要做到100%的稳定可靠。
E、信号和模块类型的匹配
开关量模块、模拟量模块和传感器、通讯线等选型必须由经验丰富的工程师来进行,比如模拟量模块并不一定选用隔离模块,但在什么情况下选用隔离模块就须要有丰富工程经验。一般如下:
? 开关量采用无源接点输入,不使用有源输入;
? 模拟量采用隔离方式,信号隔离器价格,用信号隔离器
? 通讯线进行隔离或采用光纤
? 模拟量信号只能单边接地。
模拟量传感器输出类型,信号隔离器,一般是电流信号或是电压信号两种,电流信号抗干扰效果和远距离传输更好,电压信号的传输电路在抗电场耦合干扰时就不如电流信号。
电流型信号相当于一个非常大的电压源串联了一个非常大的内阻。这样,当负载阻抗远远小于它的内阻时,电流就总是等于它的“短路电流”。电流型信号主要优点是:传输线上的电阻和接线处的接触电阻只要不太大,只要和负载电阻之和仍然远远小于信号源内阻,就可以认为不影响收到的电流大小,仍然等于信号源的“短路电流”。
一般的电流型传感器只要负载和传输线上的总压降不超过某个界限,就保证电流值的误差不超过某个界限。实际应用时,接收电流信号的设备,总是希望输入阻抗做得尽量小。这样除了上述的精度问题以外,还有抗干扰的作用。
从上面分析可以知道:电流信号不怕传输线上的压降,但是怕漏电流。有了漏电流以后,收到的信号自然就不准了。可是漏电流常常是和电压有关的。而接收端做成低输入阻抗,电压自然也就很小。漏电流也就不会太大。
还有,信号隔离器品牌,常见的电场耦合的干扰信号,原理上很像一个信号源串联了一个电容,这个电容就是空间分布的寄生电容,容量是很小的,以电干扰信号的电流也是很小的。然而,有源信号隔离器,如果我们的接收电路不是在接收电流信号,而是在接收电压信号,输入阻抗常常极大(注:接收电压信号,输入阻抗之所以要很大,是为了减少传输线上电阻影响),于是干扰信号串联了分布电容后,加到这个输入端,有可能分压并不小。所以电压信号的传输电路在抗电场耦合干扰时就不如电流信号。




下面简单介绍变频器谐波有效防止或***干扰的实例:
某铜镍矿冶炼技改扩建工程中, 软化循环水泵房,变频器控制水泵用的是一台变频 器控制两台水泵的控制原理,该变频器控制设置为 三地控制,分别为:就地现场控制箱控制、集中变 频器柜控制及远程中控室 DCS控制。三地都能实现 两台水泵的启停控制,但是变频器的电流显示及频率显示都无法工作正常。远程中控室的水泵电流与频率反馈就无法工作。远程中控 DCS控制水泵的频率 给定与实际也存在差值,有时工作不能)正常给定。起初我们怀疑电流表、频率表、信号线及流体介质有问题,更换了所有这些仪表、信号电缆,并把动力线与信号控制电缆分开走电缆桥架,故障依然存在。原因是变频器的高次谐波电流通过输出电缆向外辐射,传递到信号电缆,引起干扰。
后解决办法:
将变频器中电流反馈信号及频率反馈信号分别赋予信号隔离器,再把信号分别赋予电流表、频率表及远程 DCS控制室电流与频率反馈。远程中控室频率给定信号也进入信号隔离器然后接至变频器。远程中控 DCS 控制频率输入信号、电流反馈、频率反馈、电流表及频率表显示正常,故障排除。

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