壓磚機(jī)模擬量中雙法蘭液位變送器的干擾測試分析及抑制措施

摘 要：通過對壓磚機(jī)主缸壓力的示波分析，找出壓機(jī)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(jī)是陶瓷磚生產(chǎn)線#關(guān)鍵的設(shè)備，是機(jī)、電、液、計算機(jī)控制技術(shù)和陶瓷工藝技術(shù)相結(jié)合的現(xiàn)代高科技設(shè)備。液壓自動壓磚機(jī)是陶瓷墻地磚生產(chǎn)在線重要的設(shè)備，壓磚機(jī)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(dá)到壓力精準(zhǔn)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(dǎo)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(dǎo)干擾、空間干擾；傳導(dǎo)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(yīng)干擾；感應(yīng)干擾又分電場耦合和磁場耦合。如圖1所示：

 

構(gòu)成干擾要有三要素，騷擾源，傳播途徑，敏感設(shè)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(dāng)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(dāng)于天線，會產(chǎn)生電磁波輻射，產(chǎn)生射頻干擾。雙法蘭液位變送器輸出電纜上傳輸?shù)碾妷�，包含高頻的成分，產(chǎn)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(shè)備越近，干擾越嚴(yán)重。

（2）諧波干擾，整流電路產(chǎn)生諧波電流，這種諧波電流在供電系統(tǒng)的阻抗上產(chǎn)生電壓降，導(dǎo)致電壓波形發(fā)生畸變，這種畸變的電壓對于許多電子設(shè)備形成干擾（大部分電子設(shè)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(yán)重，這種干擾的特征是會對使用同一個電網(wǎng)的設(shè)備形成干擾，與設(shè)備與雙法蘭液位變送器之間的距離無關(guān)。

（3）射頻傳導(dǎo)發(fā)射干擾，由于負(fù)載電壓為脈沖狀，因此雙法蘭液位變送器從電網(wǎng)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(wǎng)的設(shè)備形成干擾，而與設(shè)備與雙法蘭液位變送器之間的距離無關(guān)。

 

 

3 測試方法

利用專用示波器對壓磚機(jī)主缸壓力進(jìn)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(guī)律：

（1）雙法蘭液位變送器、壓機(jī)控制柜采用不同的接地條件（分開好立接地、與壓機(jī)或壓機(jī)控制柜共接同一接地網(wǎng)），在雙法蘭液位變送器運(yùn)行時，對比主缸壓力波形，驗(yàn)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(yàn)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(yùn)行時，在與PLC近距離接觸時，驗(yàn)證雙法蘭液位變送器是否產(chǎn)生輻射干擾。測試流程如圖3所示。

 

 

4 測試結(jié)果

通過上述五組對比試驗(yàn)，我們從主缸壓力波形發(fā)現(xiàn)： （1）當(dāng)雙法蘭液位變送器地線與壓機(jī)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。

 

 

（2）當(dāng)雙法蘭液位變送器地線與壓機(jī)控制柜地線接入同一接地、網(wǎng)時，A 雙法蘭液位變送器對主缸壓力的干擾特別大，如圖 5。

 

 

（3）不同品牌雙法蘭液位變送器，所產(chǎn)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(chǎn)生干擾，如圖 6。

 

 

（4）A 雙法蘭液位變送器同時存在輻射干擾，如圖 7。

 

 

通過上述 5 組測試，可找出其中規(guī)律：雙法蘭液位變送器與壓 機(jī)或控制柜共接同一接地線，是雙法蘭液位變送器干擾壓機(jī)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(guī)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(dǎo)途徑，提高壓機(jī)模擬量的抗干擾能力。可通過以下措施來抑制雙法蘭液位變送器干擾：

（1）在壓機(jī)前后敷設(shè)兩個或兩個以上的接地網(wǎng)絡(luò)，且滿足以下要求：

1）壓機(jī)接地分為主體、動力柜、控制柜三大部分，要求主體的地基網(wǎng)絡(luò)必須與工廠電網(wǎng)的地網(wǎng)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(jī)、翻坯機(jī)、料車等變頻設(shè)備須好立接地，不能與壓機(jī)主體、控制柜共地線。

4）多壓機(jī)時，各處接地極不得串聯(lián)使用。

5）動力柜、泵站使用的接地電阻不大于4Ω，自控柜、壓機(jī)使用的接地電阻不大于1Ω。

（2）規(guī)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(shè)，且兩個并行的線槽#小距離不小于0.6m。

2）控制柜內(nèi)不同電壓等級的線纜（DC24V、AC220V），應(yīng)該分開走線，即在柜內(nèi)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(yīng)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(yīng)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(yīng)盡可能短，并且剝離后的屏蔽層與信號線間應(yīng)反向走線并良好接地，以防止屏蔽層內(nèi)的干擾信號對模擬信號產(chǎn)生二次干擾。

5）壓機(jī)動力柜到泵站電機(jī)的動力電纜盡可能短，地下敷設(shè)時應(yīng)注意避免重迭交叉。

6）壓機(jī)控制柜到各接線處的電纜應(yīng)盡可能短。

7）壓機(jī)自控柜到布料系統(tǒng)電柜的接線應(yīng)經(jīng)由泵站前方線槽通過，盡量院秒泵站電機(jī)及動力柜。

8）翻坯機(jī)、料車等變頻設(shè)備的電源，避免直接從壓機(jī)動力柜引用。

9）大型變頻設(shè)備及電柜應(yīng)院秒壓機(jī)控制柜，降低輻射干擾影響。

 

（3）采用抗干擾的數(shù)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(jī)上已推廣應(yīng)用。同樣適用受外部干擾嚴(yán)重，且難以在現(xiàn)場重做地線的壓機(jī)。

 

6 結(jié)語

液壓自動壓磚機(jī)PLC控制系統(tǒng)的抗干擾是一個十分復(fù)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(guī)范的布線，可以提高壓磚機(jī)控制系統(tǒng)的抗干擾能力，可極大提高壓磚機(jī)主缸壓力的精que性、重復(fù)精度，解決因壓力不穩(wěn)引起的磚坯分層，提高產(chǎn)質(zhì)量。