技術(shù)頻道

三菱產(chǎn)品在電氣成套中的部分注意事項

分類：技術(shù)教程日期：2007-11-23 00:00:00

三菱工控產(chǎn)品在各工礦企業(yè)的應(yīng)用非常廣泛，雖產(chǎn)品本身質(zhì)量已有保證，但由于工業(yè)現(xiàn)場的情況千變?nèi)f化，規(guī)律不明，設(shè)備成套后整個系統(tǒng)運行中難免出現(xiàn)干擾現(xiàn)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(tǒng)故障。因此它在原理分析和實際解決中很復(fù)雜，既要情況判斷又需實踐經(jīng)驗。據(jù)目前用戶使用產(chǎn)品過程中較容易發(fā)生該問題的來源有： 1 因設(shè)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(chǎn)生線噪聲、與相關(guān)設(shè)備互為影響等。 2 排線時未按強(qiáng)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(qū)分，而控制信號內(nèi)容較多，按不同實際要求對其分類也各異。 3 相關(guān)設(shè)備與系統(tǒng)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(fā)生源的設(shè)備 b）線切割機(jī)、電火花加工機(jī)等產(chǎn)生脈沖和電弧的設(shè)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(shè)備與系統(tǒng)的部分信號頻率相近一控制信號的基本分類： 1 開關(guān)（數(shù)字）型輸入 a）干觸點---------操作按鈕（開關(guān)）、行程及限位開關(guān)、繼電器、接觸器輔助觸點等。由于PLC輸入端導(dǎo)通電流為5-7mA，為保證信號穩(wěn)定，須使輸入端導(dǎo)通時電流維持在3.5和4.5 mA。如果由于接觸不良或?qū)Ь€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(yīng)考慮其接觸可靠。 b）接近開關(guān)、光電開關(guān)、集電極開路型編碼器等---------這類元件大都置于現(xiàn)場，與PLC間產(chǎn)生一定的距里，有受干擾的可能，應(yīng)盡量選用開關(guān)性能好的產(chǎn)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(jī)會比前者要少。而集電極開路型會因?qū)Ь€過長衰減輸出電平。 2 開關(guān)（數(shù)字）型輸出： a）繼電器-----------用于驅(qū)動接觸器、電磁閥、照明燈、電子線路及其它設(shè)備。負(fù)載電源為DC30V以下和AC240V以下。若是交流負(fù)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(fù)載下依照其電壓等級及所驅(qū)動之設(shè)備性質(zhì)視實情而定。 b）晶體管輸出（DC5-30V） Ⅰ 驅(qū)動繼電器、指示燈、電子線路及其它設(shè)備，低電壓負(fù)載時需考慮干擾因素。 Ⅱ 以電平或脈沖形式驅(qū)動變頻器、定位裝置、電子線路等。建議與動力線保持適當(dāng)距里，至少30cm。在系統(tǒng)設(shè)計時考慮盡量遠(yuǎn)離可能相互產(chǎn)生影響的裝備。 c ）注意事項-----------PLC輸出所接外部負(fù)載(接觸器、電磁閥)等感性元件,應(yīng)按交直流性質(zhì)加接阻容吸收電路或續(xù)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(nèi)部的輸出元件縮短壽命，并且很容易影響外部的電子設(shè)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(shè)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(dāng)或本身質(zhì)量等問題則易受干擾進(jìn)而仿礙系統(tǒng)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(guān)設(shè)備，與模擬型輸入一樣，關(guān)注小信號時的可靠性，如長距里時的干擾及衰減現(xiàn)象等。 5 通訊線路： a）光纜------------由于脫離電平傳輸?shù)姆绞剑誓苓M(jìn)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?shù)奶攸c。同軸電纜因介質(zhì)良好、結(jié)構(gòu)精制而傳輸距里遠(yuǎn)、速度高、鏈接站數(shù)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(jīng)濟(jì)、排線方便，可自行制作。在系統(tǒng)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(yīng)盡力做到與動力線、控制線分開而單獨行走，保證全系統(tǒng)的通訊暢通，不受干擾。目前尚少發(fā)現(xiàn)三菱產(chǎn)品因干擾而因起的通訊異常現(xiàn)象。由于用戶在設(shè)備成套時選用三菱產(chǎn)品僅為系統(tǒng)之一部分，自行配置了一定數(shù)量的周邊設(shè)備，如低壓電器、電機(jī)、電磁閥、傳感器、儀器儀表、電子電路、電腦、各種網(wǎng)絡(luò)及其它工控產(chǎn)品。其中有些產(chǎn)品或網(wǎng)絡(luò)并非都具有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或者未經(jīng)歷考驗，系統(tǒng)集成后相互間均可能產(chǎn)生影響。因此在系統(tǒng)設(shè)計、元件選用、設(shè)備就位、安裝、接排線、調(diào)試、維護(hù)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(huán)境變化而引起異常。電器成套時為減少干擾的機(jī)會，應(yīng)按有關(guān)行業(yè)規(guī)定做相關(guān)的準(zhǔn)備工作，以杜絕隱患。鑒于系統(tǒng)設(shè)計、設(shè)備就位等事宜均由用戶根據(jù)各自生產(chǎn)情況、使用要求、資金條件等因素權(quán)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(shè)備就位----------在整個系統(tǒng)大原則已確定的情況下（包括電氣柜內(nèi)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(xì)分類也應(yīng)大致分為強(qiáng)、弱電，并盡可能保證線纜減少并行機(jī)會以降低導(dǎo)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(bǔ)對應(yīng)程序的方法予以改善。目前據(jù)用戶反映，一般在使用了高速計數(shù)、溫度控制、變頻器、伺服（步進(jìn)）裝置等產(chǎn)品時容易出現(xiàn)干擾現(xiàn)象。 1 高速計數(shù)模塊AISD62：編碼器與模塊相距30m，出現(xiàn)計數(shù)時有不準(zhǔn)（脈沖丟失）現(xiàn)象。安裝接線要求應(yīng)附合編碼器與電源應(yīng)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(jī)組工作，程序中對平均采樣點數(shù)之相關(guān)BFM進(jìn)行了反復(fù)調(diào)整，無效果。后將補(bǔ)償導(dǎo)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(huán)節(jié)，故能在較大程度上解決數(shù)值擾動問題。 3 定位模塊 FX1S（1N）、FX2N-1PG、FX2N-10（20）GM：有關(guān)定位模塊與伺服裝置的抗干擾措施可參閱產(chǎn)品使用手冊，這里簡單解釋一下與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器相連的情況。不少步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器與進(jìn)口產(chǎn)品比較存有差別，常見的現(xiàn)象為因干擾脈沖引起電機(jī)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(qū)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(dāng)不但會吸收正常的高頻脈沖，而且降低系統(tǒng)的響應(yīng)水平，應(yīng)征對具體情況而定。 4 變頻器FR-E500：用戶在電控柜內(nèi)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(xiàn)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(fù)顯示。觀察中發(fā)現(xiàn)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(yán)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(shè)備運至現(xiàn)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(jī)后使變頻器空載運行，系統(tǒng)正常，初判斷應(yīng)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(jī)之間。干擾程度明顯降低。如線噪聲并非來自于負(fù)載，而是源于電網(wǎng)輸入，則可將濾波器接于進(jìn)線側(cè)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(shù) 據(jù)的靈敏度，通過定時平均運算，使之相對遲鈍，不易波動。當(dāng)然，它僅適合在實時要求不高的場合。以上所涉及產(chǎn)品功能并技術(shù)數(shù)據(jù)僅以三菱產(chǎn)品為參照，相關(guān)內(nèi)容也只是本人在以往工作中的一些體會，這些現(xiàn)象的產(chǎn)生遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越某個品牌產(chǎn)品的范圍。鑒于干擾現(xiàn)象的復(fù)雜性與不確定性及現(xiàn)場經(jīng)驗等原因，有些認(rèn)識并不全面。望有相關(guān)經(jīng)驗的同行加以補(bǔ)充、指正，更好地維護(hù)和提高所從事產(chǎn)品之信譽(yù)。
三菱電機(jī)自動化（上海）有限公司工控部李昉