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防雷控制系統的干擾與來源

2018/4/20 8:53:39??????點擊:
1.干擾源及一般分類
  影響PLC控制系統的干擾源與一般影響工業控制設備的干擾源一樣,防雷器大都產生在電流或電壓劇烈變化的部位,這些電荷劇烈移動的部位就是噪聲源,即干擾源。
  干擾類型通常按干擾產生的原因、噪聲干擾模式和噪聲的波形性質的不同劃分。其中:按噪聲產生的原因不同,分為放電噪聲、浪涌噪聲、高頻振蕩噪聲等;按噪聲的波形、性質不同,分為持續噪聲、偶發噪聲等;按噪聲干擾模式不同,分為共模干擾和差模干擾。共模干擾和差模干擾是一種比較常用的分類方法。共模干擾是信號對地的電位差,主要由電網串入、地電位差及空間電磁輻射在信號線上感應的共態(同方向)電壓迭加所形成。共模電壓通過不對稱電路可轉換成差模電壓,直接影響測控信號,造成元器件損壞(這就是一些系統I/O模件損壞率較高的主要原因),這種共模干擾可為直流、亦可為交流。差模干擾是指作用于信號兩極間的干擾電壓,主要由空間電磁場在信號間耦合感應及由不平衡電路轉換共模干擾所形成的電壓,這種干擾疊加在信號上,直接影響測量與控制精度。
  2.PLC系統中干擾的主要來源及途徑
  (1)來自空間的輻射干擾
  空間的輻射電磁場(EMI)主要是由電力網絡、電氣設備的暫態過程、雷電、無線電廣播、電視、雷達、高頻感應加熱設備等產生的,通常稱為輻射干擾,其分布極為復雜。若PLC系統置于所射頻場內,就回收到輻射干擾,其影響主要通過兩條路徑:一是直接對PLC內部的輻射,由電路感應產生干擾;而是對PLC通信內網絡的輻射,由通信線路的感應引入干擾。輻射干擾與現場設備布置及設備所產生的電磁場大小,特別是頻率有關,一般通過設置屏蔽電纜和PLC局部屏蔽及高壓泄放元件進行保護。
  (2)來自系統外引線的干擾
  主要通過電源和信號線引入,通常稱為傳導干擾。這種干擾在我國工業現場較嚴重。
  a 來自電源的干擾
  PLC系統的正常供電電源均由電網供電。由于電網覆蓋范圍廣,它將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應電壓和電路。尤其是電網內部的變化,入開關操作浪涌、大型電力設備起停、交直流傳動裝置引起的諧波、電網短路暫態沖擊等,都通過輸電線路傳到電源原邊。PLC電源通常采用隔離電源,但其機構及制造工藝因素使其隔離性并不理想。實際上,由于分布參數特別是分布電容的存在,絕對隔離是不可能的。
  b 來自信號線引入的干擾
  與PLC控制系統連接的各類信號傳輸線,除了傳輸有效的各類信息之外,總會有外部干擾信號侵入。此干擾主要有兩種途徑:一是通過變送器供電電源或共用信號儀表的供電電源串入的電網干擾,這往往被忽視;二是信號線受空間電磁輻射感應的干擾,即信號線上的外部感應干擾,這是很嚴重的。由信號引入干擾會引起I/O信號工作異常和測量精度大大降低,嚴重時將引起元器件損傷。對于隔離性能差的系統,還將導致信號間互相干擾,引起共地系統總線回流,造成邏輯數據變化、誤動和死機。PLC控制系統因信號引入干擾造成I/O模件損壞數相當嚴重,由此引起系統故障的情況也很多。
  c 來自接地系統混亂時的干擾
  接地是提高電子設備電磁兼容性(EMC)的有效手段之一。正確的接地,既能抑制電磁干擾的影響,又能抑制設備向外發出干擾;而錯誤的接地,反而會引入嚴重的干擾信號,使PLC系統將無法正常工作。
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