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三菱产品在电气成套应用中应注意的事项

2017-05-02 行业资讯
 三菱工控产品在各工矿企业的应用非常广泛,虽产品本身质量已有保证,但由于工业现场的情况千变万化,规律不明,设备成套后整个系统运行中难免出现干扰现象。因干扰是相互作用的过程,任何一方对另一方的作用都会造成系统故障。因此它在原理分析和实际解决中很复杂,既要情况判断又需实践经验。据目前用户使用产品过程中较容易发生该问题的来源有:

  1 因设备庞大、布置分散而使走线过长、路径欠合理造成接地不良、形成干扰回路、产生线噪声、与相关设备互为影响等。

  2 排线时未按强弱电分路原则,即动力、控制、通讯等合为一股。动力方面较易区分,而控制信号内容较多,按不同实际要求对其分类也各异。

  3 相关设备与系统的相互影响,一般为电磁干扰,大致有:

  a) 变频器、伺服装置等具脉冲发生源的设备

  b) 线切割机、电火花加工机等产生脉冲和电弧的设备

  c) 照明器具(日光灯)开启阶段的抖动

  d) 继电器、接触器释放时的反峰电压

  e) 周边设备与系统的部分信号频率相近

一  控制信号的基本分类:

  1 开关(数字)型输入

  a)干触点:操作按钮(开关)、行程及限位开关、继电器、接触器辅助触点等。由于PLC输入端导通电流为5-7mA,为保证信号稳定,须使输入端导通时电流维持在3.5和4.5 mA。如果由于接触不良或导线过长则易受干扰。另外较大容量的接触器辅助触点在小电流时应考虑其接触可靠。

  b) 接近开关、光电开关、集电极开路型编码器等:这类元件大都置于现场,与PLC间产生一定的距里,有受干扰的可能,应尽量选用开关性能好的产品。一般在电平的间隔/脉宽比大的情况下较易受干扰。

  c) 差动型编码器:这类形式的传感器较适合长距里、高速度的场合,受干扰机会比前者要少。而集电极开路型会因导线过长衰减输出电平。

  2 开关(数字)型输出:

  a) 继电器:用于驱动接触器、电磁阀、照明灯、电子线路及其它设备。负载电源为DC30V以下和AC240V以下。若是交流负载,为方便排线,这类控制信号在通常情况下可与动力线一齐安置。直流负载下依照其电压等级及所驱动之设备性质视实情而定。

  b) 晶体管输出(DC5-30V)

  Ⅰ 驱动继电器、指示灯、电子线路及其它设备,低电压负载时需考虑干扰因素。

  Ⅱ 以电平或脉冲形式驱动变频器、定位装置、电子线路等。建议与动力线保持适当距里,至少30cm。在系统设计时考虑尽量远离可能相互产生影响的装备。

  c)  注意事项:PLC输出所接外部负载(接触器、电磁阀)等感性元件,应按交直流性质加接阻容吸收电路或续流二极管。虽三菱PLC推广至今并未因忽略此项工作而引起干扰,但会使其内部的输出元件缩短寿命,并且很容易影响外部的电子设备,效果明显。

  3 模拟型输入:

  以电压或电流形式接入PLC,一般从各类检测或控制设备(传感器、仪器仪表等)中输出,如它们由于线路过长、使用不当或本身质量等问题则易受干扰进而仿碍系统的运作。尤其小信号时,建议采用电流型输入。

  4 模拟型输出:

  以电压或电流形式从PLC输出至相关设备,与模拟型输入一样,关注小信号时的可靠性,如长距里时的干扰及衰减现象等。

5 通讯线路:

  a) 光缆:由于脱离电平传输的方式,故能进行高效能、低损耗的信息传递。可不受电磁干扰的影响。

  b) 同轴电缆和双绞线:均属电气连接,具电平传输的特点。同轴电缆因介质良好、结构精制而传输距里远、速度高、链接站数多、少受干扰,但造价偏高。双绞线在此方面的性能低于前者,但价格经济、排线方便,可自行制作。在系统庞大、空间有限的场合下较为适合(需接终端电阻)。在布置通讯线缆时应尽力做到与动力线、控制线分开而单独行走,保证全系统的通讯畅通,不受干扰。目前尚少发现三菱产品因干扰而因起的通讯异常现象。

  由于用户在设备成套时选用三菱产品仅为系统之一部分,自行配置了一定数量的周边设备,如低压电器、电机、电磁阀、传感器、仪器仪表、电子电路、电脑、各种网络及其它工控产品。其中有些产品或网络并非都具有工业标准或者未经历考验,系统集成后相互间均可能产生影响。

  因此在系统设计、元件选用、设备就位、安装、接排线、调试、维护等方面都有合理与否的问题,有先天条件限制也有后天人为因素,或刚运行时正常以后随着诸多原因致使环境变化而引起异常。

  电器成套时为减少干扰的机会,应按有关行业规定做相关的准备工作,以杜绝隐患。鉴于

  系统设计、设备就位等事宜均由用户根据各自生产情况、使用要求、资金条件等因素权衡而定,不便随意更改,这里仅从电气方面提些建议,包括:

  1 设备就位:在整个系统大原则已确定的情况下(包括电气柜内的元件),参照原理,尽力做到布置合理,便于减少无效排线路径以降低有害因素。

  2 排线:若条件所限不便详细分类也应大致分为强、弱电,并尽可能保证线缆减少并行机会以降低导线间互感。

  另外,弱电信号线较长时可按需要采用双绞线方式以减小分布电容和互感。

  3 即使在硬件上无法消除干扰,有时在部分场合中也可用增补对应程序的方法予以改善。

  目前据用户反映,一般在使用了高速计数、温度控制、变频器、伺服(步进)装置等产品时容易出现干扰现象。

  1 高速计数模块AISD62:

  编码器与模块相距30m,出现计数时有不准(脉冲丢失)现象。安装接线要求应附合

  编码器与电源应单独连接,而不能通过模块电源线路径,纠正后情况改善。

  2 热电偶温度模块FX2N-4AD-TC:

  温度值常跳跃不定,范围为3-5℃,影响机组工作,程序中对平均采样点数之相关BFM进行了反复调整,无效果。后将补偿导线的屏蔽端改接至模块供电电源之0V,情况明显改善。其波动范围为0.1-0.3℃。在某些场合若采取以上措施仍无作用,可采用热电偶+变送器+普通A/D模块的方式,因变送器本身已形成一隔离环节,故能在较大程度上解决数值扰动问题。

  3 定位模块 FX1S(1N)、FX2N-1PG、FX2N-10(20)GM:

  有关定位模块与伺服装置的抗干扰措施可参阅产品使用手册,这里简单解释一下与步进电机驱动器相连的情况。不少步进电机驱动器与进口产品比较存有差别,常见的现象为因干扰脉冲引起电机失步而造成位置误差大,除了采取与伺服装置类似的方法外,较简易的做法可加装滤波器加以改善。由于脉冲驱动类装置的工作频率范围较宽,并不知其输入(出)阻抗,难以计算,故勿轻易加装自制滤波器一类的元件,选用不当不但会吸收正常的高频脉冲,而且降低系统的响应水平,应征对具体情况而定。
 

4 变频器FR-E500:

  用户在电控柜内安装了多台了A500和E500系列变频器,运行时有多台E500变频器出现操作面板上频率显示为0,且RUN指示熄灭,但运行照常。按动任一键则恢复显示。观察中发现所有变频器接地端相连至电器柜箱体,而箱体并未接地。接地是一项较严格的工作,须做彻底,若无条件可暂不接地,做一半而舍一半,则容易引起干扰。设备运至现场正式接地后故障消除。

  5 变频器FR-A500:

  变频器运行时对用户控制仪表形成干扰,卸掉电机后使变频器空载运行,系统正常,初判断应为输出线噪声所致,选用FR-BLF线噪声滤波器接于变频器U、V、W端与电机之间。干扰程度明显降低。如线噪声并非来自于负载,而是源于电网输入,则可将滤波器接于进线侧R、S、T端。

  6 在某些场合由于无法完全消除干扰,可在软件中增加程序,其原则为降低所受干扰数据的灵敏度,通过定时平均运算,使之相对迟钝,不易波动。当然,它仅适合在实时要求不高的场合。

  以上所涉及产品功能并技术数据仅以三菱产品为参照,相关内容也只是本人在以往工作中的一些体会,这些现象的产生远远超越某个品牌产品的范围。鉴于干扰现象的复杂性与不确定性及现场经验等原因,有些认识并不全面。望有相关经验的同行加以补充、指正,更好地维护和提高所从事产品之信誉。