Avec le développement de la société et les progrès continus de la science et de la technologie, les DCS/PLC et autres équipements d'automatisation sont de plus en plus largement utilisés dans le contrôle industriel. La fiabilité de tels systèmes de contrôle affecte directement la production sûre et le fonctionnement économique des entreprises industrielles. Par conséquent, la capacité anti-anti-interférence du système est la clé du fonctionnement fiable de l'ensemble du système. À l’heure actuelle, avec le développement de la diversité des équipements, le problème des interférences devient de plus en plus prégnant. La manière d’éliminer et de résister efficacement aux interférences dans le contrôle automatique fait également l’objet de plus en plus d’attention. Ce document n'analyse que brièvement les problèmes d'interférence courants dans le système de contrôle d'automatisation et espère qu'il pourra vous aider.
Système d'automatisation utilisé dans divers types de DCS/PLC et autres équipements d'automatisation, certains sont installés de manière centralisée dans la salle de contrôle, d'autres sont installés dans le site de production et dans une variété d'équipements moteurs, dont la plupart se trouvent dans l'environnement électromagnétique difficile formé par des circuits électriques puissants et des équipements électriques puissants. Pour améliorer la fiabilité de ce type de système de contrôle, il est nécessaire d'éliminer toutes sortes d'interférences afin d'assurer efficacement le fonctionnement fiable du système.
Système de contrôle PLC/DCS dans les principales sources d'interférences électromagnétiques
1. Interférences radiologiques provenant de l’espace
Le champ électromagnétique du rayonnement spatial (EMI) provient principalement du réseau électrique, des équipements électriques, des processus transitoires, de la foudre, de la radiodiffusion, de la télévision, du radar, des équipements de chauffage par induction à haute fréquence, etc., généralement appelés interférences radiologiques, sa distribution est extrêmement complexe. Si le système PLC/DCS est placé dans le champ des radiofréquences, il recevra des interférences de rayonnement, son impact se fait principalement par deux chemins ; on est directement au rayonnement interne DCS/PLC, par l'inductance du circuit de l'interférence ; la seconde concerne le rayonnement du réseau de communication DCS/PLC, par l'induction de la ligne de communication introduite par l'interférence. Interférences de rayonnement et disposition des équipements de terrain et équipements générés par la taille du champ électromagnétique, en particulier la fréquence, généralement via la mise en place de câbles blindés et d'un blindage local du système et de composants de secours haute tension - pour la protection.
2. Interférences conduites du câble à l'extérieur du système
Principalement grâce à l’introduction de lignes électriques et de signaux, généralement appelées interférences de conduction. Ce type d'interférence est plus grave sur notre site industriel.
A. Interférence provenant de l'alimentation électrique
La pratique a montré que les interférences d'alimentation causées par l'introduction de la défaillance du système de contrôle PLC/DCS sont fréquentes dans de nombreux cas. Système PLC/DCS de l'alimentation normale à partir de l'alimentation du réseau électrique. En raison de la large couverture du réseau électrique, toutes les interférences électromagnétiques spatiales seront soumises. Et dans la ligne, la tension et le courant induits, en particulier dans les changements du réseau, les surtensions de commutation, le démarrage et l'arrêt des équipements de grande puissance, les dispositifs rotatifs CA et CC causés par les harmoniques, les chocs transitoires de court-circuit du réseau, etc., sont transmis à travers la ligne de transmission vers le côté alimentation. L'alimentation du système utilise généralement une alimentation isolée, mais son mécanisme et ses facteurs de processus de fabrication font que son isolation n'est pas idéale. En fait, du fait de la présence de paramètres distribués, notamment de capacités distribuées, une isolation absolue est impossible.
B. Interférence due à l'introduction de la ligne de signal
Avec le système de contrôle PLC/DCS connecté aux différents types de lignes de transmission de signaux, en plus de la transmission de signaux efficaces, il y aura toujours une intrusion de signaux d'interférence externes. Cette interférence a principalement deux manières : l'une via l'émetteur ou la chaîne d'alimentation de l'instrumentation de signal commun dans l'interférence du réseau, qui est souvent ignorée ; la seconde est la ligne de signal par l'interférence d'induction de rayonnement électromagnétique spatial, c'est-à-dire la ligne de signal sur l'interférence d'induction externe, ce qui est très grave. Les interférences introduites par le signal de transmission provoqueront un fonctionnement anormal du signal d'E/S et la précision de la mesure sera considérablement réduite et, dans les cas graves, entraîneront des dommages aux composants. En raison des mauvaises performances d'isolation du système, cela entraînera également des interférences mutuelles entre les signaux, entraînant un reflux de bus du système de masse commun, entraînant des modifications des données logiques, des erreurs et des crashs. Le système de contrôle PLC/DCS est assez grave en raison de l'introduction d'interférences de signal causées par le nombre de modules d'E/S, ce qui provoque de nombreuses pannes du système.
3. De la confusion du système de mise à la terre lorsque l'interférence
La mise à la terre est l'un des moyens efficaces pour améliorer la compatibilité électromagnétique des équipements électroniques (CEM). Mise à la terre correcte, à la fois pour inhiber l'impact des interférences électromagnétiques, mais également pour empêcher l'équipement d'envoyer des interférences au monde extérieur ; et une mauvaise mise à la terre, mais introduiront de graves signaux d'interférence, de sorte que le système PLC/DCS ne pourra pas fonctionner correctement. Terre du système de contrôle DCS/PLC, y compris la terre du système, la terre blindée, la terre CA et la terre de protection, etc. La confusion du système de mise à la terre sur les interférences du système DCS/PLC est principalement une répartition inégale du potentiel de chaque point de mise à la terre, la différence de potentiel de terre entre les différents points de mise à la terre, entraînant un courant de boucle de terre, affectant le fonctionnement normal du système. Par exemple, le blindage du câble doit être un point de mise à la terre, si les extrémités A, B du blindage du câble sont mises à la terre, il y a une différence de potentiel de terre, il y a un courant qui traverse le blindage, lorsque des anomalies se produisent et des coups de foudre, le courant de terre sera plus important.
De plus, la couche de blindage, le fil de mise à la terre et la terre peuvent constituer une boucle fermée, sous l'action du champ magnétique changeant, il y aura des courants induits dans la couche de blindage, à travers la couche de blindage et le fil central entre la convergence, des interférences avec la boucle de signal. En cas de confusion entre la masse du système et d'autres traitements au sol, la boucle de masse qui en résulte peut produire une distribution de potentiel inégale dans la terre, affectant le fonctionnement normal des circuits logiques et des circuits analogiques au sein de l'automate. La tolérance aux interférences de tension logique PLC est faible, la logique des interférences de distribution du potentiel de terre est susceptible d'affecter la logique des calculs DCS/PLC et du stockage des données, entraînant une perturbation des données, l'exécution du programme ou un crash. La distribution du potentiel de terre analogique entraînera une baisse de la précision des mesures, provoquant de graves distorsions de la mesure et du contrôle du signal et des fausses actions.
4. Du système DCS/PLC dans l'interférence
Principalement par les composants et les circuits du système dans le rayonnement électromagnétique mutuel généré, tels que les circuits logiques rayonnent les uns les autres et son impact sur le circuit analogique, la masse analogique et la masse logique ainsi que l'influence mutuelle des composants et l'utilisation d'une inadéquation mutuelle. Tout cela appartient au fabricant DCS/PLC du système dans le cadre de la conception de la compatibilité électromagnétique, plus complexe, car l'application du département ne peut pas changer, il ne peut pas être trop important de considérer, mais de choisir le système avec plus de pratique d'application ou après le test.
Phénomène d'interférence courant et méthode de jugement
Phénomène:
A. Lorsque le système envoie des commandes, le moteur tourne de manière irrégulière.
B. Lorsque le signal est égal à zéro, la valeur du tableau d'affichage numérique saute de manière chaotique.
C. Fonctionnement du capteur, les signaux collectés par DCS/PLC et les paramètres réels correspondant à la valeur du signal ne correspondent pas, et la valeur d'erreur est aléatoire, irrégulière ; D et système d'asservissement AC partageant la même alimentation (la même alimentation), la même alimentation (la même alimentation), la même alimentation (la même alimentation).
Les systèmes d'asservissement D. et AC partagent la même alimentation (comme les moniteurs, etc.) ne fonctionnent pas correctement.
Les étapes du jugement sont les suivantes :
A. Avec un multimètre, la détection de l'engrenage AC du port de réception, telle qu'une interférence, produira un signal AC. Si ce signal n'est pas important, l'acquisition du signal est très faible, presque sans impact. Si ce signal AC est important, cela affectera la valeur, il faut trouver des moyens de le résoudre.
B. voir si l'extrémité bâbord du sol ? S'il est mis à la terre, qu'il y ait une suspension ou une mauvaise mise à la terre. Utilisez un multimètre pour mesurer la différence de tension entre le port et la masse (peut être la masse du système, peut également être la masse du signal). S'il y a une tension alternative, cela signifie qu'il y a des interférences, s'il n'y a pas de tension alternative, il y a une différence de tension continue. Cette différence de tension est importante et affecte le système ; la différence est faible, l’impact est faible et négligeable.
C. et ensuite voir si la couche de blindage est mise à la terre, s'agit-il d'un point de mise à la terre unique ou d'une mise à la terre à double-point ? Généralement, mise à la terre à un seul point-.
Solution meilleure et plus simple aux interférences du système
(1) fortes interférences électriques :
Les signaux d'instrumentation et les signaux de commande DCS/PLC sont faibles et vulnérables aux fortes interférences électriques. Par conséquent, les exigences du câblage de l'armoire (dans la tranchée de câbles, le chemin de câbles, à travers le tuyau et d'autres méthodes de pose), les lignes de communication, les lignes de signal, les lignes de commande et autres signaux électriques faibles éloignés de la forte puissance, l'espacement ne doit pas être inférieur à 20 cm. tranchée de câble multi-couche, les exigences du câble faible posé dans le câble solide ci-dessous.
(2) interférence du cabinet :
Le système DCS/PLC ne peut pas être installé avec des appareils électriques à haute tension-dans le même interrupteur refusé, la sortie PLC utilisant des relais intermédiaires pour obtenir l'isolation des signaux de commutation externes. Si les conditions du site, le signal d'entrée ne peut pas être efficacement isolé du câble solide, de petits relais disponibles pour isoler les signaux de commutation d'entrée. Bien entendu, les signaux d'entrée DCS/PLC provenant de l'armoire de commande et les signaux d'entrée situés non loin de l'armoire de commande n'ont généralement pas besoin d'être isolés par des relais.
Il y a de nombreuses lignes de signaux dans l'armoire de commande. Si le câblage est chaotique, cela entraînera un dysfonctionnement de l'équipement, mais il est assez difficile à vérifier. Ainsi, lors de la conception de l'armoire de commande, il convient de tenir compte de cette situation, les équipements sont disposés en couches et l'alignement est clair. Ensembles, les lignes électriques anciennes et élevées - de l'automate séparent les lignes, telles que celles qui doivent être dans le même emplacement, des faisceaux séparés de lignes CA, des lignes CC, telles que les conditions le permettent, le meilleur alignement des emplacements, et rendent la distance spatiale aussi grande que possible, et s'efforcent de minimiser les interférences. Il est préférable de ne pas utiliser différentes lignes de signal avec le même adaptateur de prise, par exemple, d'utiliser la même prise, d'utiliser la borne de rechange ou la borne de terre pour les séparer afin de réduire les interférences mutuelles.
L'API ne peut pas être installé dans la même armoire de commutation que des appareils électriques à haute tension-. Dans l'armoire, l'API doit être éloigné de la ligne électrique (la distance entre les deux doit être supérieure à 200 mm). Avec un PLC installé dans la même armoire, les charges inductives, telles que des relais, des bobines de contacteur, doivent être connectées en parallèle avec le circuit d'annulation d'arc RC-.
(3) Ligne de signal anti-interférence
Les lignes de signaux ont pour tâche de détecter les signaux et de contrôler la transmission des signaux. La qualité de la transmission affecte directement la précision, la stabilité et la fiabilité de l'ensemble du système de contrôle. L'interférence de la ligne de signal provient principalement de l'espace du rayonnement électromagnétique, de l'interférence en mode différentiel et de l'interférence en mode commun.
L'interférence en mode différentiel fait référence à la mesure de la ligne de signal superposée au signal d'interférence, cette interférence est principalement constituée de signaux alternatifs à plus haute fréquence, la source est généralement une interférence couplée. Les méthodes de suppression des interférences en mode normal sont les suivantes :
A. dans le circuit d'entrée connecté au filtre RC ou au filtre double T.
B. essayer d'utiliser un convertisseur A/N de type double intégral, en raison des caractéristiques de ce travail d'intégrateur, a un certain rôle dans l'élimination des interférences à haute fréquence :
C. le signal de tension est converti en signal de courant puis transmis.
L'interférence en mode commun - est un signal d'interférence commun sur la ligne de signal, généralement causé par la borne de terre du signal mesuré et la borne de terre du système de contrôle. Il existe une certaine différence de potentiel causée par cette interférence dans les deux lignes de signal du cycle, l'amplitude est fondamentalement égale au cas, l'utilisation de la méthode ci-dessus ne peut pas être éliminée ou supprimée. Les méthodes sont les suivantes :
A. L'utilisation d'un amplificateur différentiel à double entrée différentielle, cet amplificateur a un taux de réjection de mode commun très élevé ;.
B. la ligne d'entrée utilisant un fil toronné, le fil toronné peut réduire les interférences en mode commun et son induction s'annule.
C. L'utilisation d'une méthode d'isolation optoélectronique peut éliminer les interférences en mode commun ;
D. l'utilisation d'un fil blindé et d'une mise à la terre unilatérale.
Pour éviter la distorsion du signal, faites attention à l'adaptation d'impédance pour les signaux transmis sur de plus longues distances.
Les signaux de commutation (tels que les boutons, les interrupteurs de fin de course, les interrupteurs de proximité et autres signaux fournis) n'ont généralement pas d'exigences particulières pour le câble, vous pouvez utiliser le câble général, la distance de transmission du signal, vous pouvez utiliser un câble blindé.
Les signaux analogiques et les lignes de signaux-haute vitesse (tels que les capteurs de pouls, les disques numériques de comptage et autres signaux fournis) doivent choisir un câble blindé.
Les câbles de communication nécessitent une grande fiabilité, la fréquence du signal de certains câbles de communication est très élevée, vous devez généralement choisir le fabricant du PLC pour fournir des câbles spéciaux, dans les exigences ne sont pas une fréquence de signal haute ou basse, vous pouvez également choisir un câble à paire torsadée avec blindage, mais la qualité doit être bonne.