技術頻道

三菱產品在電氣成套中的部分注意事項

分類：技術教程日期：2007-11-23 00:00:00

三菱工控產品在各工礦企業的應用非常廣泛，雖產品本身質量已有保證，但由于工業現場的情況千變萬化，規律不明，設備成套后整個系統運行中難免出現干擾現象。因干擾是相互作用的過程，任何一方對另一方的作用都會造成系統故障。因此它在原理分析和實際解決中很復雜，既要情況判斷又需實踐經驗。據目前用戶使用產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、形成干擾回路、產生線噪聲、與相關設備互為影響等。 2 排線時未按強弱電分路原則，即動力、控制、通訊等合為一股。動力方面較易區分，而控制信號內容較多，按不同實際要求對其分類也各異。 3 相關設備與系統的相互影響，一般為電磁干擾，大致有： a）變頻器、伺服裝置等具脈沖發生源的設備 b）線切割機、電火花加工機等產生脈沖和電弧的設備 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）周邊設備與系統的部分信號頻率相近一控制信號的基本分類： 1 開關（數字）型輸入 a）干觸點---------操作按鈕（開關）、行程及限位開關、繼電器、接觸器輔助觸點等。由于PLC輸入端導通電流為5-7mA，為保證信號穩定，須使輸入端導通時電流維持在3.5和4.5 mA。如果由于接觸不良或導線過長則易受干擾。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、光電開關、集電極開路型編碼器等---------這類元件大都置于現場，與PLC間產生一定的距里，有受干擾的可能，應盡量選用開關性能好的產品。一般在電平的間隔/脈寬比大的情況下較易受干擾。 c）差動型編碼器---------這類形式的傳感器較適合長距里、高速度的場合，受干擾機會比前者要少。而集電極開路型會因導線過長衰減輸出電平。 2 開關（數字）型輸出： a）繼電器-----------用于驅動接觸器、電磁閥、照明燈、電子線路及其它設備。負載電源為DC30V以下和AC240V以下。若是交流負載，為方便排線，這類控制信號在通常情況下可與動力線一齊安置。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干擾因素。 Ⅱ 以電平或脈沖形式驅動變頻器、定位裝置、電子線路等。建議與動力線保持適當距里，至少30cm。在系統設計時考慮盡量遠離可能相互產生影響的裝備。 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推廣至今并未因忽略此項工作而引起干擾，但會使其內部的輸出元件縮短壽命，并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，一般從各類檢測或控制設備（傳感器、儀器儀表等）中輸出，如它們由于線路過長、使用不當或本身質量等問題則易受干擾進而仿礙系統的運作。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PLC輸出至相關設備，與模擬型輸入一樣，關注小信號時的可靠性，如長距里時的干擾及衰減現象等。 5 通訊線路： a）光纜------------由于脫離電平傳輸的方式，故能進行高效能、低損耗的信息傳遞。可不受電磁干擾的影響。 b）同軸電纜和雙絞線-----------均屬電氣連接，具電平傳輸的特點。同軸電纜因介質良好、結構精制而傳輸距里遠、速度高、鏈接站數多、少受干擾，但造價偏高。雙絞線在此方面的性能低于前者，但價格經濟、排線方便，可自行制作。在系統龐大、空間有限的場合下較為適合（需接終端電阻）。在布置通訊線纜時應盡力做到與動力線、控制線分開而單獨行走，保證全系統的通訊暢通，不受干擾。目前尚少發現三菱產品因干擾而因起的通訊異常現象。由于用戶在設備成套時選用三菱產品僅為系統之一部分，自行配置了一定數量的周邊設備，如低壓電器、電機、電磁閥、傳感器、儀器儀表、電子電路、電腦、各種網絡及其它工控產品。其中有些產品或網絡并非都具有工業標準或者未經歷考驗，系統集成后相互間均可能產生影響。因此在系統設計、元件選用、設備就位、安裝、接排線、調試、維護等方面都有合理與否的問題，有先天條件限制也有后天人為因素，或剛運行時正常以后隨著諸多原因致使環境變化而引起異常。電器成套時為減少干擾的機會，應按有關行業規定做相關的準備工作，以杜絕隱患。鑒于系統設計、設備就位等事宜均由用戶根據各自生產情況、使用要求、資金條件等因素權衡而定，不便隨意更改，這里僅從電氣方面提些建議，包括： 1 設備就位----------在整個系統大原則已確定的情況下（包括電氣柜內的元件），參照原理，盡力做到布置合理，便于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強、弱電，并盡可能保證線纜減少并行機會以降低導線間互感。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干擾，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、溫度控制、變頻器、伺服（步進）裝置等產品時容易出現干擾現象。 1 高速計數模塊AISD62：編碼器與模塊相距30m，出現計數時有不準（脈沖丟失）現象。安裝接線要求應附合編碼器與電源應單獨連接，而不能通過模塊電源線路徑，糾正后情況改善。 2 熱電偶溫度模塊FX2N-4AD-TC：溫度值常跳躍不定，范圍為3-5℃，影響機組工作，程序中對平均采樣點數之相關BFM進行了反復調整，無效果。后將補償導線的屏蔽端改接至模塊供電電源之0V，情況明顯改善。其波動范圍為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數值擾動問題。 3 定位模塊 FX1S（1N）、FX2N-1PG、FX2N-10（20）GM：有關定位模塊與伺服裝置的抗干擾措施可參閱產品使用手冊，這里簡單解釋一下與步進電機驅動器相連的情況。不少步進電機驅動器與進口產品比較存有差別，常見的現象為因干擾脈沖引起電機失步而造成位置誤差大，除了采取與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。由于脈沖驅動類裝置的工作頻率范圍較寬，并不知其輸入(出)阻抗，難以計算，故勿輕易加裝自制濾波器一類的元件,選用不當不但會吸收正常的高頻脈沖，而且降低系統的響應水平，應征對具體情況而定。 4 變頻器FR-E500：用戶在電控柜內安裝了多臺了A500和E500系列變頻器，運行時有多臺E500變頻器出現操作面板上頻率顯示為0，且RUN指示熄滅，但運行照常。按動任一鍵則恢復顯示。觀察中發現所有變頻器接地端相連至電器柜箱體，而箱體并未接地。接地是一項較嚴格的工作，須做徹底，若無條件可暫不接地，做一半而舍一半，則容易引起干擾。設備運至現場正式接地后故障消除。 5 變頻器FR-A500：變頻器運行時對用戶控制儀表形成干擾，卸掉電機后使變頻器空載運行，系統正常，初判斷應為輸出線噪聲所致，選用FR-BLF線噪聲濾波器接于變頻器U、V、W端與電機之間。干擾程度明顯降低。如線噪聲并非來自于負載，而是源于電網輸入，則可將濾波器接于進線側R、S、T端。 6 在某些場合由于無法完全消除干擾，可在軟件中增加程序，其原則為降低所受干擾數據的靈敏度，通過定時平均運算，使之相對遲鈍，不易波動。當然，它僅適合在實時要求不高的場合。以上所涉及產品功能并技術數據僅以三菱產品為參照，相關內容也只是本人在以往工作中的一些體會，這些現象的產生遠遠超越某個品牌產品的范圍。鑒于干擾現象的復雜性與不確定性及現場經驗等原因，有些認識并不全面。望有相關經驗的同行加以補充、指正，更好地維護和提高所從事產品之信譽。
三菱電機自動化（上海）有限公司工控部李昉