在现代化工业控制系统中,可编程逻辑控制器(PLC)由于其稳定性和高效性,被广泛应用于各种自动化控制任务中。然而,当大功率低压变频器用于控制电机转速时,其产生的电磁干扰(EMI)可能对PLC系统的正常运行造成影响。本文将分析大功率低压变频器对PLC控制系统产生干扰的机理,并探讨有效的干扰处理办法。
大功率低压变频器通过改变电源频率来控制电机的转速,这种调节过程会产生谐波。谐波电流在供电线路上流动时,会在周围空间产生电磁场,进而形成电磁干扰。这种干扰可能会影响PLC的输入输出接口、通讯线路等,导致PLC出现误动作或无法正常工作。
文中提及了几个处理干扰的具体方案。方案一为通讯同轴导线外设置屏蔽接地。使用屏蔽保护可以有效地减少电磁干扰的影响,但是在实施过程中,需要确保屏蔽层完整,且接地良好。然而,由于实施空间限制,电磁干扰未能彻底消除,该方案并未完全成功。
方案二提出了规避工业水泵动力导线,重新安装通讯线缆的方法。为了避免动力导线与信号线的交叉,应将控制线缆与动力线缆分开走线,避免电磁干扰的串扰。同时,通过贴墙套管的方式,将控制线缆远离干扰源,从而降低干扰对通讯信号的影响。
最终采用的是方案三,调整信号传递模式,使用光纤通讯替代原有的电信号传递。光纤通讯具有频带宽、通信容量大、损耗小、电磁干扰水平低等优点,特别适用于存在强电磁干扰的工业环境中。通过光纤传递,可以实现对PLC系统的有效保护,避免变频谐波对通讯信号的干扰。
为了实现这一方案,文中描述了具体的光纤通讯设备和安装方式。包括采用Modicon S90 RIO总线系统和S908 RIO协议式光纤中继装置。通过光纤将远距离的I/O信号转换成光信号,并通过光纤电缆传输到主站,再由主站转换回电信号。这种结构的设计,大大提高了通讯的稳定性和抗干扰能力。
在工业应用中,光纤通讯不仅提高了系统的稳定性,而且由于其无电火花、高绝缘性能,在特殊环境下(如易燃易爆场合)具有很高的应用价值。在改造后,PLC系统的故障排查和分析显示,原来由变频器产生的干扰信号导致的故障得到了解决。
文章还指出了在实际操作过程中需要注意的几个关键点。安装光纤通讯系统需要良好的布线设计和适当的光纤连接器。光纤中继器的选用应根据实际传输距离和通讯需求来定。在整个系统的安装和调试过程中,需要对可能存在的干扰源进行彻底排查,确保所有通讯和控制设备的安全运行。
本文的分析和处理方法对那些在使用PLC控制系统时遇到变频器干扰问题的工程师和技术人员来说具有很高的参考价值。通过合理的方案选择和实施,可以有效地解决变频器对PLC控制系统的干扰问题,保证工业自动化控制系统的稳定和可靠。