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工业自动化现场EMC问题的原理系列

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工业自动化现场EMC问题的原理系列

    • Course introduction

      课程介绍

      (1)电磁兼容的基础与概念
                ——  背景信息      
                ——基本概念      
                ——工业现场常见干扰
                ——高次谐波

      (2)干扰的传输方式
                ——干扰的传输原理
                ——辐射耦合及常见方式
                ——传导及常见方式

      (3)干扰的抑制
                ——接地原理及方法
                ——屏蔽原理及方法
                ——滤波原理及方式

      课程难度:初级 课程方向:PLC,通用 课程标签:电磁兼容EMC 课程用途:专家大讲堂

    【专家大讲堂】20210427工业自动化现场EMC问题的原理系列——直播答疑


    主讲专家:杨光

    主要内容:

    电磁兼容的基础与概念

             —背景信息   

             —基本概念   

             —工业现场常见干扰

             —高次谐波


    课程回看链接

    https://www.ad.siemens.com.cn/service/elearning/Course/3060.html


    直播答疑精选:

    Q1: 在我8*10米的平面内布满有8*10开带绝对值编码器的v90pn电源线,电源线编码器必然交织在一起,如何布线减少干扰?

    A1: 这个问题涉及到我们现场的布线的问题。一般情况下,对于现场布线我们的建议是:

    (1)编码器采用屏蔽电缆;

    (2)把编码器的线和电源线分线槽走线;

    (3)如果采用屏蔽线,就把屏蔽层做一个双端接地的处理,前提是我们现场的地要有一个比较好的“地”;

    (4)如果现场的“地”不是很好,可以考虑将“屏蔽地”跟“动力地”分开。


    Q2: 变频器带载运行后干扰公共机,经过485与变频器通讯,如何解决?

    A2: 如果可以确定干扰源是变频器的话,也就是说变频器对通讯造成了影响,那么:

    首先要将变频器本身的接地要处理好;

    第二是通讯线如果是485的通讯的话,要用双绞的485的通讯电缆,并且是屏蔽线;

    第三是屏蔽层要多点接地,至少要双端接地。

    另外布线的时候和动力线不要平行布线。

    还有一种可能性是,考虑如果现场干扰特别强的话,用光纤做个转换。

     

    Q3: 伺服电机使能后干扰比较大,如何解决?

    A3: 我们近几年看到小型自动化用了一些小的伺服比较容易出现EMC的问题。可以从几方面考虑:第一,现场提供比较好的系统地;第二,电机、变频器接地要做好;第三,做好电机电缆的屏蔽;第四,要看干扰影响到谁了,在看有没有其他需要处理的地方,比如:电源、PLC等等,看受扰设备是什么,采取相应的措施。

     

    Q4: 感觉EMC涉及的理论好高深啊。老师我们再应用中也要先研究这些理论吗?

    A4: 理论了解一下就可以了。今天的讲座主要是希望大家了解一些EMC的基本原理,真正的理论不需要特地去学习。大家了解一些相关的现象,处理问题时有一些基本的思路就可以了。

     

    Q5: 能否介绍一下相关的检测标准?和CE认证对EMC的要求?

    A5: 做EMC检测主要是按照IEC61000系列的标准,或GB/T17626的标准。这个标准涉及到对信号传导、信号环境、谐波发射限制、抗扰度、接地以及工业环境的检测。

    CE认证是欧盟的一种强制安全认证的标识,如果我们的设备需要在欧洲市场上售则需要取得CE认证。它对设备一般有两个要求,一是对EMC的认证,还会涉及到一些安全方面的要求。作为电气设备来讲,主要是EMC的认证。EMC认证中也会涉及到一些标准比如IEC61000,另外根据不同行业可能还有特殊要求,比如EN55011、EN55013等等,可以根据设备的行业进行详细的查询。

    国内对设备也有一些强制性的要求,叫做3C认证,它类似CE认证。在国内3C认证有4类,一是3C-S,也就是安全认证;二是3C-EMC的认证;三是3C-S&E就是安全和EMC的认证;四是3C-F的认证,也就是消防的认证。

     

    Q6: 屏蔽层接地和现场接地怎么分开接线?

    A6: 现场接地应该指的是保护地。我们可以考虑把所有屏蔽层单独找一个接地排来接,跟现场的保护地排分开,然后分别拉一根地线到系统地来实现分开接线。

     

    Q7: 屏蔽电缆是单端接地还是双端接地?哪个效果更好?

    A7: 屏蔽电缆如果是通讯电缆一般建议双端接地,对于模拟量的信号处理,我们建议在PLC端接地,单端接地就好。效果的话,要看是高频还是低频,低频单端接地效果好,高频双端接地效果好。

     

    Q8: 我的1500PLC设备旁边约20米有高压设备(直流150kv),有时候高压就有打火(放电)现象,烧坏过一个PLC(装在控制柜内,控制柜接地,高压部分也接地了),是打火的时候烧坏的,请帮忙分析一下?直流高压设备打火的时候,烧坏过PLC,也烧坏过其他设备,光电转换器之类的。补充一点,我的PLC与高压部分有一个DP通讯模块,按理说应该把模块烧坏不应该影响PLC吧?

    A8: 可以加一个浪涌保护器。具体还需要更详细的一些信息。应该是影响到电源了,通过电源导致PLC烧坏。


    Q9: 为何我现场PLC通过光纤和伺服通信,PLC会报通讯中断,而且是冬天的时候会严重,伺服速度高的时候严重?

    A9: 可能和接地有关。建议查一下电源和接地。


    Q10: 我的伺服与仪表一起使用,仪表总是显示不正常。接地已分开,一启动伺服,仪表显示就不正常。

    A10: 考虑将仪表的布线采用屏蔽线并做一个双端接地的处理;另外布线上要分开,还可以考虑将伺服的地与仪表的地分开。

     

    Q11: 高频段无线遥控器收发信号,在中频段电磁波环境下使用会被干扰吗?

    A11: 还是有可能的。因为如果你某个部分的波峰和波谷重叠了,还是有可能被干扰的。特别是无线遥控器的接收方有时候会出现中频跟混合频率的干扰,最好再分析一下现场到底是什么情况导致出现干扰。


    Q12: 什么是平衡电路,什么是非平衡电路?

    A12:平衡电路是一个双导线电路。在平衡电路中,两导线和与之相连的所有电路的对地阻抗以及所有其它导线的阻抗都是相等的。典型的平衡电路是差分放大器。例如:Profibus通信回路。

     

    Q13: 三相回路中有一路接的负载较大,另外两路负载相对少一些。但该负载较大回路又只是单向回路设法三相平衡,是否有好的方法减少由于三相不平衡造成该负载回路模拟量信号波动?

    A13:最好还是确定一下模拟量信号为什么波动,电源不平衡容易产生谐波,但谐波是否影响到模拟量这个最好再确认一下。


    Q14: 设备有十几个远程IO,走的profibus,每天要掉站十几次,掉的从站也是随机的,有没有好的办法?

    A14:检查线路,检查拓扑,降低波特率试一下。

     

    Q15: PLC400与300通过olm光纤相连,profiles通讯,运行几个小时就会出现一个瞬间通讯报警把设备停掉,把中间的DP头通讯线都换过还不好,有什么软件可以检测通讯干扰什么时候发生的,时间,丢包等等

    A15:通过在线诊断可以看到站点丢失的记录。软件可以看一下第三方的某些软件。

     

    Q16: 补充一点,我的PLC与高压部分有一个DP通讯模块,按理说应该把模块烧坏不应该影响PLC吧?

    A16:应该是影响到电源了,通过电源导致PLC烧坏。


    Q17: 老师传感器的接地,采用环形接地好还是猪尾巴的形式好?

    A17:当然是“环形”接触好,“猪尾巴”是不推荐的。

     

    Q18: 老师好,有两台单独的设备,没有通信线等,只是动力线从一路过来的。在其中一台复位时,有时会导致另一台设备停机?

    A18:检查一下是否是电压波动过大。

     

    Q19: 想邀请西门子专家到现场帮忙分析问题的话是怎么个途径,有哪位大神知道?

    A19:关注我们的技术论坛,马上会推出网上申请的入口。但仅针对比较复杂的问题。


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    杨光