[电工&电子] 项目设计中降低干扰的方法

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查看108 | 回复0 | 2024-5-17 08:57:21 | 显示全部楼层 |阅读模式
掌握知识:项目设计中降低干扰的方法

在项目工程中,干扰无处不在,干扰大有可能引起的问题及现象:
1)模拟量信号波动大,比如,温度、压力、流量等数值在监控画面中上下跳动,且会导致控制精度下降。
2)通信信号异常及被中断,比如,串口通信、DP通信等通信异常报警及中断。
3)PLC或其它控制中心有误信号输入。
4)由于接地错误引入的干扰会直接产生一个压降电压输出,比如,模拟量输出,在程序中输出值为0,但由于干扰压降电压输出,导致有固定值输出现象。
5)脉冲信号受干扰引起定位系统精度下降。
6)另外还有其它,大家经常碰到的时有时无的异常现象等等。


时有时无的异常现象主要由两个方面引起,
1)程序中的一些临界状态没有处理好,逻辑关系没处理好,比如差一个扫描周期就得出相反结果的程序,另外还有可能存在双线圈或线圈与置位的冲突等
2)由于干扰源的存在,对信号产生的干扰,导致异常
由此可见,较大的干扰存在会影响到我们项目的执行质量,甚至导致项目最终未被客户验收或成为烂尾项目等严重的后果。


作为电气/自动化项目设计工程师,我们如何尽可能的把干扰降至更低。
降低干扰的方法:(相对容易实现的方法)

1)对于信号线,通信线等需要保护的信号采用屏蔽线/电缆,且屏蔽层做好正确的接地(降低被他人干扰)。
2)项目中所有的电气元器件都做到正确的独立接地(接地线不要并联接地)。
3)线号线、电源线及高压线(~220V及以上的)、动力线(变频器,电机等线)尽量分开布线,分层布线。
4)动力线采用屏蔽线/电缆,且屏蔽层做好正确的接地(降低自身的干扰源)。
5)电柜安装时,动力源(变频器等)尽量与信号源(PLC、信号模块等)分隔开较远距离,并做好通风冷却处理。
6)程序中进行软件滤波,除了正确勾选PLC自带的滤波选项外,常用的编程是:对采集的信号去掉最大值,去掉最小值,然后求平均值获取稳定数值的方法,常用于模拟量信号的处理。


如果以上的方法,还达不到要求,或者是一开始项目要求精度很高,可再加上以下的方法:

7)采用隔离变压器对保护信号的电源及信号进行隔离保护。
8)使用滤波模块或组件对保护信号进行处理保护。
9)布线时,信号线穿在金属管中走线。
10)电源线、信号线等线/电缆,缠绕2~3圈在滤波磁环上再进/出电柜;滤波磁环是专用于抑制信号线、电源线上的高频干扰和尖峰干扰,它也具有吸收静电放电脉冲干扰的能力。


根据项目的经验,采用上面的方法后,会大大的降低干扰,让信号稳定运行,轻松达到客户的需求。


根据需要可以选择多种接地:
接地方式,分多种不同目的的接地,它们之间不允许简单的相互连接接地,以免通过接地回路发生相互干扰影响。常见的接地有三种:
1)保护接地:设备金属外壳等的接地,以免危及操作人员的安全;相应的接地线为保护地线PE。
2)系统接地:其接地目的是为系统各部分提供稳定的基准电位,要求接地回路的公共阻抗尽可能小;相应的接地线为系统接地线SE。
3)屏蔽保护及防静电接地:电缆、变压器等屏蔽层的接地,目的是抑制电磁场干扰;相应的地线称为屏蔽及防静电地线FE。


干扰源来自于空间及电网,而采用隔离、屏蔽、滤波、接地是抗干扰的主要手段,我们应通过完善的设计,合理的结构布置,科学的器件筛选,规范的配线工艺,以及严格的检验和调试,才能提高项目的可靠性、稳定性及抗干扰能力,达到项目稳定运行,持续提升项目质量,更有力的为客户提供长期及有效的保驾护航!

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