PLC與變頻調速器多電機控制的干擾消除措施
PLC與變頻調速器多電機控制的干擾消除措施
PLC是舞臺機械自動化控制系統中的核心技術，而傳統的單電動機控制顯然已經無法滿足現代化舞臺機械控制的需求，需要通過多電動機控制技術來提高舞臺機械的效率。因此本文對基于PLC的變頻調速器多電機控制的實現進行探討并對其干擾消除措施進行了系統的論述。
變頻調速器為調速控制器的同步控制系統、比例控制系統和同速系統等已廣泛應用于舞臺機械調速。工作時操作人員通過控制機（可為PLC或工業PC）設定比例運行參數，然后控制機通過D/A轉換模件發出控制變頻調速器的速度指令使各個變頻調速器帶動電機按速度比例運轉。此方案對電機數目不多，電機分布比較集中的應用系統較合適。但對于大規模現代化舞臺機械設備，一方面電機數目較多，另一方面電機分布距離較遠。為此我們提出了PLC與變頻調速器構成多分支通訊控制網絡。該系統成本較低、信號傳輸距離遠、抗干擾能力強，尤其適合遠距離，多電機控制。
1.PLC變頻調速器的特點
現代化舞臺機械設備對于電動機控制的要求越來越高，因為在現代化的舞臺機械中經常會涉及到多個電動機，這其中既需要它們共同協作完成一個動作，又需要彼此間相對獨立能夠完成各自的工作。基于PLC的變頻調速器多電機控制具有以下特點：
PLC控制系統的體積小、重量輕、結構簡單、便于安裝，不僅能夠靈活運用于各個生產環境，而且有利于設備的后期維護保養工作。
PLC控制系統具有模塊化結構 ，簡化了控制過程，而且通過現代化通信以及互聯網技術可以對生產現場進行遠程操控，提高了設備運行。
PLC控制系統啟動電流低、能耗小，不會對電網設備造成強烈的沖擊，而且自身抗干擾能力強，穩定性和可靠性較為突出，能夠適應一些較為復雜的運行環境。
PLC控制系統的編程簡單 ，使用方便，通過梯形圖、邏輯圖或者語言表當方式就可以完成系統運行程序的編制工作，在縮短開發周期的同時還有能夠簡化現場調試工作。
PLC控制系統在實際運行過程中產生的噪音低、振動小，提高了舞臺機械的效率以及使用壽命
2.PLC控制系統中電磁干擾的主要來源
2.1來自空間的輻射千千擾
空間的輻射電磁場（EMI）主要是由電力網絡、電氣設備的暫態過程、雷電、無線電廣播、電視、雷達、高頻感應加熱設備等產生的，通常稱為輻射干擾，其分布極為復雜。若PLC系統置于所射頻場內，就回收到輻射干擾，其影響主要通過兩條路徑：一是直接對PLC內部的輻射，由電路感應產生干擾;而是對PLC通信內網絡的輻射，由通信線路的感應引入干擾。輻射干擾與現場設備布置及設備所產生的電磁場大小，特別是頻率有關，一般通過設置屏蔽電纜和PLC局部屏蔽及高壓泄放元件進行保護。
2.2來自PLC系統內部的干擾
主要由系統內部元器件及電路間的相互電磁輻射產生，這都屬于PLC制造廠對系統內部進行電磁兼容設計的內容，應用部門是無法改變，但要選擇具有較多應用實績或經過考驗的系統。
2.3來自信號線引入的干擾
與PLC控制系統連接的各類信號傳輸線，除了傳輸有效的各類信息之外，總會有外部干擾信號侵入。此干擾主要有兩種途徑：一是通過變送器供電電源或共用信號儀表的供電電源串入的電網干擾;二是信號線受空間電磁輻射感應的干擾，這是很嚴重的。由信號引入干擾會引起I/o信號工作異常和測量精度大大降低，嚴重時將引起元器件損傷。
3.解決變頻器干擾問題的措施
現行的有關標準主要有： 標準IEC61000―2―2.IEC61000―2―4，歐洲標準EN61000―3―2，EN61000―3―12。電工學會的建議標準IEEE519―1992，中國 標準GB，T14549―93《電能質量共用電網諧波）。其中國內標準GB/T14549―93中規定，公用電網諧波電壓（相電壓）限值為380V（220V）電網電壓總THDv為5%，各次諧波電壓含有率奇次為4%，偶次為2%.由此看來，一般單次電壓畸變率在3―6%，總電壓畸變率在5―8%的范圍內是可以接受的。采用減少變頻器工作時對外設備的影響，并不是消除了變頻器的對外干擾.如果想進一步提高其它設備對變頻器諧波和電磁輻射的免疫能力，尤其是在變頻器（品牌不同，產生的干擾程度可能不一樣）干擾較嚴重的場合中。常用的減少或削弱變頻器諧波及電磁輻射對設備干擾的方法有以下幾種：
3.1合理處理電源.抑制電網引入的干擾
對于電源引入的電網干擾可以安裝一臺帶屏蔽層的變比為l：l的隔離變壓器。以減少設備與地之間的干擾。還可以在電源輸入端串接Lc濾波電路。
3.2正確選擇接地點.完善接地系統
良好的接地是保證PLc可靠工作的重要條件。可以避免偶然發生的電壓沖擊危害。接地的目的通常有兩個，其一為了。其二是為了抑制干擾。完善的接地系統是PLC控制系統抗電磁干擾的重要措施之一。變頻器驅動的多電機控制系統的地線包括系統地、屏蔽地、交流地和保護地等。接地系統混亂對PLC系統的干擾主要是各個接地點電位分布不均。
3.使用隔離變壓囂
使用隔離變壓器主要是應對來自于電源的傳導干擾。使用具有隔離層的隔離變壓器，可以將絕大部分的傳導干擾阻隔在隔離變壓器之前。同時還可以兼有電源電壓變換的作用。隔離變壓器常用于控制系統中的儀表、PLC。以及其它低壓小功率用電設備的抗傳導干擾。
3.4使用濾波模塊或組件
目前市場中有很多專門用于抗傳導干擾的濾波器模塊或組件。這些濾波器具有較強的抗干擾能力，同時還具有防止用電器本身的干擾傳導給電源.有些還兼有尖峰電壓吸收功能。對各類用電設備有很多好處。常用的為雙孔磁芯濾波器的結構。還有單孔磁芯的濾波器.其濾波能力較雙孔的弱些，但成本較低。
4.結束語
PLC控制系統中的干擾是一個十分復雜的問題，因此在抗干擾應綜合考慮各方面的因素，合理有效地抑制抗干擾，對有些干擾情況還需做具體分析，對癥下藥，才能夠使PLC控制系統正常工作。
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