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 关于“非干扰”中的干扰

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作者 主题
零0
游侠

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楼主    2011-12-04 21:48:53
主题：关于“非干扰”中的干扰 精华帖 
车间有10台250KW电机，负载为高压泵。变频器用施耐德ATV71跟PLC通过DP联接，PLC使用的西门子300，压力变送器为西门子，变送器到PLC为4-20mA模拟量，中间使用屏蔽线输入。

调试好后运行一周一切正常。厂家走后，开机忽然出现8号泵，设定40公斤压力，实际值为70公斤。设定80公斤压力实际值为110公斤。刚开始怀疑传感器故障，替换到其他泵上一切正常。之后变频器全开，3，4，5，6，7，9，10号泵也出现类似问题。推测为压力传感器受到变频器干扰造成。厂家建议增加金属管屏蔽。但是考虑到现场施工难度（控制室距电机30多米，全部走的地下线缆沟）。并且我认为变频器的谐波干扰应该是压力值上下波动，很少见到有干扰造成呈线性增大的。刚开始怀疑厂家程序有问题，因为显示屏这边始终显示的压力值是40公斤，但是变频器却输出70公斤的频率。厂家不同意该观点，说自己绝对用的西门子标准PID块。

百思不得其解。无意中发现，厂家传感器负跟屏蔽层同时接入到PLC模拟量输入端的M。拆下屏蔽线后将其接入设备的地后故障消除。

推测：2线制传感器，正极有PLC提供24V电压，负极则是传感器用来输出4-20mA电流的地方。屏蔽线跟负极接到一起后，屏蔽线上的感应电动势产生电流一起进入了PLC输入端造成了一个叠加的电流，从而形成压力值线性的增加。

结果运行没2天又出现同样情况，并且更严重的是其中一个压力传感器拆除了居然还有40公斤压力，最终检查发现PLC输入侧负极剥线剥长了，相互之间短路了，造成其他通道的信号串出来了。这才想起来，刚开始调试的时候厂家问我是不是设备地跟柜子地不在一个地上。压力传感器屏蔽线2端接地后，干扰还特别厉害。都无法显示。我也没多想随口来了句，单端接地。之后他们说好了。现在想来，应该是当初每个传感器的电流输出侧都通过屏蔽线联到了一起造成了短路，之后拆除了传感器侧的地线。由于屏蔽线没接到一起所以信号正常了。

唉，刚开始布线的时候由于抢进度就没太认真，之后出问题了由于心虚就总往哪方面想，不严格按标准走，还真是害死人啊。
零0
游侠

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11楼    2012-01-06 14:04:03
精华帖  主题：回复：关于“非干扰”中的干扰
quote:以下是引用jacky_andy在2012-01-05 08:06:33的发言：
quote:以下是引用kdrjl在2011-12-04 22:36:34的发言：
这篇帖子不错。说了一个误区的问题，那就是，信号的M（参考电位），不能碰壳。否则就会乱套的。屏蔽是一层防护，如果信号的M接了外壳，那就变成“裸奔”了。

关于屏蔽层有双端接地和单端接地，又如何去权衡呢?

如果信号的M接了外壳，那就变成“裸奔”了
这句话没看明白，能否再解释一下。

以前的概念是如果所有的点完好的话，所有地接在一起是最好的，是不是理解的有问题？



说一下在这次干扰中我学到得，
关于屏蔽层双端接地和单端接地的问题:
对信号线，单端屏蔽接地只能衰减低频干扰。因此只有在不允许安装等电位导体，接地两边不在同一个电位的情况下才使用单端接地，在大部分现场由于变频器，电机等诸多干扰设备都使用一个接地点，因此容易造成各个接地点不等电位，甚至接地点诸多污染接了反而造成干扰，因此模拟量信号现场宜采用单端接地。如果条件允许最好是单独为PLC系统挖一个接地。
双端屏蔽接地能很好的抑制高频干扰，像变频器的屏蔽线就必须使用双端接地。
至于M的问题，M分为M,M-，Mana
M，指的是PLC模块电源的参考地。
M-，指的是传感器电源的参考地，及相对于M+的0电位。
Mana ，指的是模拟电路的参考电压，有种说法说所谓的Mana实际上就是300模拟量模块内部的隔离信号放大器的M-，不知道对错。
在实际使用中，电流信号分为2线制传感器跟4线制传感器。2线制传感器因为传感器电源由PLC提供，因此传感器电源跟模拟量电路之间就不存在电压差。所以Mana就不需要跟传感器的M-短接。四线制传感器由于是电源是独立提供的，因此有了能导致各个传感器之间有电位差，所以建议把信号负端与MANA连接在一起。一般如果和PLC采用的同一个电源，可以不联接。

至于你提到的 所有地接在一起的说法。我觉得你需要弄明白的是，什么是动力地，什么是参考地，什么是功能地。所谓动力地，是为了保证设备以及人身安全的，参考地是相对于电压来讲的，比如+5V如果相对于0V参考地则他是+5V电压，而相对于-5V参考地就是10V了，功能性接地则指的是传感器这类为保证传输信号的稳定而设置的地。

设备干扰的问题总也解决不了，没办法最近换了进口的屏蔽双绞线，在配电室下面单独做了接地桩，同时采用了单端接地，就当时来说好了，并且平安的运行了大概1周左右的时间，最近我这边又出现了新问题，其中一个压力传感器始终无法归零，无论怎么弄都显示9公斤的压力，设置100公斤实际91公斤，设置200实际291公斤。现在我怀疑不是传感器受到感染，而是PLC本身受到干扰，一方面是变频器的电磁波感染，另外可能也有隔离变压器接地不当造成的，具体情况等最近生产完我解决后在发上来。
凌飞翼
奇侠

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36楼    2012-10-10 08:01:03
精华帖  主题：回复：关于“非干扰”中的干扰
不知道应该祝贺楼主还是替楼主感到难过？！
因为这个系统多灾多难，出的问题又稀奇古怪，给楼主提供了一个极好的实践、提高的机会。
我认为：
（楼主前面叙述的）
1、30多米距离电缆混合布线；
2、模拟量信号连接的不规范；
3、数据内部滤波及纠错处理程序不完善；
4、变频器进出口欠滤波（这条是我猜的）。

我建议：
1、所有与PLC相连的设备外壳及内部明示的接地点，必须接地（可以多点接地），并保证等电位。
2、PLC电源加滤波器或隔离变压器。
3、模拟量模块信号输入口，并联1～10微法的电容（电压信号取小容量）。
4、给反馈信号加“中值滤波”（200版区有例子）。
5、变频器移至现场泵旁边，如果泵比较集中也可以集中成一个变频动力柜，否则可以每台变频器单独安装。现场可以配箱体，但必须保证防雨及通风。即便是现场安装，变频器进出线都应该配置滤波器。
制冷、热工-许可证试验室承建，给了我深究测量与控制的绝好机会。分享-值得期待！
yming
版主

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75楼    2012-11-10 12:12:06
精华帖  主题：回复：关于“非干扰”中的干扰
quote:以下是引用零0在2012-11-09 21:30:29的发言：
没太明白楼上的话，控制信号的M不能与PE短路？什么意思，我查了西门子dp的相关手册都是要求dp线缆的屏蔽层应该用线卡压接啊。另外我不太明白论坛中很多人提到的，控制地和保护地，变频器整个外壳跟emc板都是连成一体的根本分不出来保护地跟控制地啊？而且我觉得也只有这样，假如dp线缆的屏蔽层带电了，才能及是的通过pe将强电导入大地，这样才不至于烧端口。当然缺点就是容易将pe上的电流引入系统造成干扰，不过我过去在百威的时候国外的设备都这么做的。对了，今天终于解决了Atv61 dp碰触有火花的问题，拆了emc的接地螺丝就好了。

首先要保证是等电势体才能接。并且使用星形，一点接地。DP通讯屏蔽层带有电压没问题，但是流经电流就有问题了。
有火花？肯定不是等电势体。这么说吧，我的生产线总PE没接，运行时，手碰触外壳会有麻电感觉，但照常运行，通讯不会受到影响。为什么？因为它是一个等电势体。
控制系统（当然包括通讯线缆）的公共参考点只有一点接到总进线的PE。
从这里就可以知道，等电势体不代表没有电压。
学而时习之，不亦说乎？温故而知新，不亦乐乎？
零0
游侠

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86楼    2012-11-20 13:05:14
精华帖  主题：回复：关于“非干扰”中的干扰
问题解决了，目前测试运行12小时，暂时未发现故障，同时电压的问题也消失了。解决的办法很简单，不过思路真的很重要，在这里要感谢2位版主的讲解。
由于是2号风机干扰，同时也是该风机柜子同其它柜子存在势差。按照版主们讲的，干扰的主要目的并不是杜绝，而是给干扰一个确定的通道，让其流回大地。因此，我将所有柜子的接地排联接到了一起，同时将接地点安装到了2号风机柜子的地排上。这样2号上的噪声电流通过自身的地排流回大地，将是整个系统中最直接的途径，自然就不会窜入其他控制柜造成干扰。
其实，一直以来我都存着一个技术上的误区，我想大部分人跟我也一样。我们一直认为增加屏蔽，隔离等等手段都是为了消除干扰，实际上却恰恰相反，我们真真的目的是给干扰一个确定的通道，让其能够在不干扰其他设备的情况下及时的流回大地。
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