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壓磚機模擬量中雙法蘭液位變送器的干擾測試分析及抑制措施

作時間:2019-08-28  來源:  作者:
   
摘 要:通過對壓磚機主缸壓力的示波分析,找出壓機主缸壓力受干擾的來源,歸納了變頻干擾的類型,提供抑制干擾的措施。
 
1 前 言
陶瓷壓磚機是陶瓷磚生產線非常關鍵的設備,是機、電、液、計算機控制技術和陶瓷工藝技術相結合的現代高科技設備。液壓自動壓磚機是陶瓷墻地磚生產在線重要的設備,壓磚機一般采用模擬量壓力傳感器檢測主缸壓力,做好各項抗干擾措施,才能達到壓力精準控制的目的。因此了解干擾的來源,并從源頭切斷干擾的傳導路徑,顯得尤為重要。
2電磁干擾
 
按傳播路競么分,電磁干擾可分為傳導干擾、空間干擾;傳導干擾又分共模干擾和差模干擾,空間干擾又分輻射干擾和感應干擾;感應干擾又分電場耦合和磁場耦合。如圖1所示:
 
20190828091015.jpg
構成干擾要有三要素,騷擾源,傳播途徑,敏感設備。騷擾源分兩種,一種是電場的騷擾源,一種是磁場的騷擾源。
(1)射頻輻射干擾,來自雙法蘭液位變送器的輸入電纜和輸出電纜。當雙法蘭液位變送器的輸入輸出電纜上有射頻干擾電流時,由于電纜相當于天線,會產生電磁波輻射,產生射頻干擾。雙法蘭液位變送器輸出電纜上傳輸的電壓,包含高頻的成分,產生電磁波輻射,形成輻射干擾。射頻輻射特性是受干擾的電子設備越近,干擾越嚴重。
(2)諧波干擾,整流電路產生諧波電流,這種諧波電流在供電系統的阻抗上產生電壓降,導致電壓波形發生畸變,這種畸變的電壓對于許多電子設備形成干擾(大部分電子設備僅能工作在正弦波電壓下),常見的電壓畸變是正弦波的頂部變平,諧波電流一定時,電壓畸變在弱電源的情況下更加嚴重,這種干擾的特征是會對使用同一個電網的設備形成干擾,與設備與雙法蘭液位變送器之間的距離無關。
(3)射頻傳導發射干擾,由于負載電壓為脈沖狀,因此雙法蘭液位變送器從電網吸取電流也是脈沖狀,這種脈沖電流中包含了大量的高頻成分,形成射頻干擾,這種干擾的特征是會對使用同一電網的設備形成干擾,而與設備與雙法蘭液位變送器之間的距離無關。
 
20190828091031.jpg
 
3 測試方法
利用專用示波器對壓磚機主缸壓力進行采集,對比在不同接地條件下的主缸壓力波形,從中找出一些變化規律:
(1)雙法蘭液位變送器、壓機控制柜采用不同的接地條件(分開好立接地、與壓機或壓機控制柜共接同一接地網),在雙法蘭液位變送器運行時,對比主缸壓力波形,驗證正確"接地"與否,對雙法蘭液位變送器干擾的作用。
(2)不同雙法蘭液位變送器品牌在"共地"和"不共地"條件下,對比測試主缸壓力波形,驗證不同品牌雙法蘭液位變送器的干擾是否存在差異。
(3)測試不同品牌雙法蘭液位變送器運行時,在與PLC近距離接觸時,驗證雙法蘭液位變送器是否產生輻射干擾。測試流程如圖3所示。
 
20190828091039.jpg
 
4 測試結果
通過上述五組對比試驗,我們從主缸壓力波形發現: (1)當雙法蘭液位變送器地線與壓機控制柜地線分開好立接地 時,A 雙法蘭液位變送器對主缸壓力的干擾很小,如圖 4。
 
20190828091050.jpg
 
(2)當雙法蘭液位變送器地線與壓機控制柜地線接入同一接地、網時,A 雙法蘭液位變送器對主缸壓力的干擾特別大,如圖 5。
 
20190828091101.jpg
 
(3)不同品牌雙法蘭液位變送器,所產生的干擾是存在差異的,S 雙法蘭液位變送器無論是否共地,均不產生干擾,如圖 6。
 
20190828091108.jpg
 
(4)A 雙法蘭液位變送器同時存在輻射干擾,如圖 7。
 
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通過上述 5 組測試,可找出其中規律:雙法蘭液位變送器與壓 機或控制柜共接同一接地線,是雙法蘭液位變送器干擾壓機模擬量 (主缸壓力)的主要途徑,即雙法蘭液位變送器的諧波干擾,是引起主缸壓力波動的主要原因。
 
5 干擾的抑制措施
通過良好的接地、規范的布線,可以有效減少干擾或切斷雙法蘭液位變送器干擾的傳導途徑,提高壓機模擬量的抗干擾能力?赏ㄟ^以下措施來抑制雙法蘭液位變送器干擾:
(1)在壓機前后敷設兩個或兩個以上的接地網絡,且滿足以下要求:
1)壓機接地分為主體、動力柜、控制柜三大部分,要求主體的地基網絡必須與工廠電網的地網分開,好立接地。
2)控制柜單好接地,接地扁鋼深入地下不少于2.5m。
3)大功率電動機、翻坯機、料車等變頻設備須好立接地,不能與壓機主體、控制柜共地線。
4)多壓機時,各處接地極不得串聯使用。
5)動力柜、泵站使用的接地電阻不大于4Ω,自控柜、壓機使用的接地電阻不大于1Ω。
(2)規范布線:
1)動力柜到泵站的三相交流電源線、動力柜到控制柜的電纜線,分開敷設,且兩個并行的線槽非常小距離不小于0.6m。
2)控制柜內不同電壓等級的線纜(DC24V、AC220V),應該分開走線,即在柜內分左右線槽走線。
3)與雙法蘭液位變送器相連的信號電纜,應使用屏蔽電纜或者使用中間繼電器隔開PLC與雙法蘭液位變送器。
4)模擬量輸入/輸出信號線,應該好立用屏蔽線纜走線。對于各模擬量信號線剝離屏蔽層后的裸露電線應盡可能短,并且剝離后的屏蔽層與信號線間應反向走線并良好接地,以防止屏蔽層內的干擾信號對模擬信號產生二次干擾。
5)壓機動力柜到泵站電機的動力電纜盡可能短,地下敷設時應注意避免重迭交叉。
6)壓機控制柜到各接線處的電纜應盡可能短。
7)壓機自控柜到布料系統電柜的接線應經由泵站前方線槽通過,盡量院秒泵站電機及動力柜。
8)翻坯機、料車等變頻設備的電源,避免直接從壓機動力柜引用。
9)大型變頻設備及電柜應院秒壓機控制柜,降低輻射干擾影響。
 
(3)采用抗干擾的數字量SSI壓力傳感器,是快速解決外部干擾的途徑之一。恒力泰YP系列中大型壓機上已推廣應用。同樣適用受外部干擾嚴重,且難以在現場重做地線的壓機。
 
6 結語
液壓自動壓磚機PLC控制系統的抗干擾是一個十分復雜的問題,通過示波測試和對比分析,直觀顯示變頻干擾的主要途徑。通過良好的接地、規范的布線,可以提高壓磚機控制系統的抗干擾能力,可極大提高壓磚機主缸壓力的精確性、重復精度,解決因壓力不穩引起的磚坯分層,提高產質量。
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