1、电气自动化工程中信号干扰的现场分析和处理摘要：在电气自动化工程中，经常会受到信号的干扰，这对于工程的质量产生了不利的影响，如何排除干扰，保证工程正常进行，就成为一个比较关注的热点。本文试从电气自动化工程的现场对于其干扰的信号进行分析，并提出解决的措施。 关键词：电气自动化 信号干扰 处理 中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号： 在监视与控制整个生产过程中，像自动化仪表、计算机，再就是相应的执行机构都电气自动化工程中所需要与运用。不管信号是弱还是强，这些信号都是在生产过程中所形成的。本文就常见的信号干扰作一具体分析，并提出相应的解决措施。 1 对 PLC 信号进行隔绝 1.1 常见
2、问题 电气自动化工程中，向 PLC 传送信号的设备与仪表，它们的数量若是两个，除了接收信号之外，也由 PLC 向设备仪表传送信号，这时候所发出的信号为 0-10VDC。PLC 与两个设备仪表“地“只有电位在相同的情况下，才是最理想的，信号在传送过程中不会受到干扰，而且信号的接受也不会出现问题。然在两个设备仪表中， “地”电位差的存在是不可避免的。例如，PLC“地”和 1#设备之间具有相同的电位，而 2#设备的电位，则要比它们的电位高出 0.1V，如此相比较来看，PLC 所得的信号由1#设备传输的为 0-10V，由 2#设备传输的信号为 0.1-10.1V，由此也就造成了误差。与此同时，在 PL
3、C 处，1#设备的地线与 2#设备的地线进行联接。如若在 PLC 地线条上施加的是 0.1V 的电压，将极有可能对 PLC 地线的局部造成破坏。此外，在现场调试中，还常常出现因为数据显示错误造成的问题。 1.2 处理方法 一般 PLC 在对外部设备传出信号的时候，也会出现与上相类似的问题。解决这些问题，使用隔离器是最为有效的方法。当 PLC 在对外部设备与仪表传送信号时，PLC 的输出不仅能为显示仪表传送信号，同样也可以为变频器设备传送信号。为解决它们之间所存在的干扰问题，使用隔离式信号的分配器已经成为一种必然趋势。 2 电源之间冲突造成的信号干扰 2.1 电源间存在的冲突 通常现场设备仪表在
4、进行配套时，因为之间协调性差，从而出现了接受信号的设备接口的连线分为两种方式，一个是电源为 24V 和 250进行串联。正极为 24V，与一端为 250 的两根接口线，它们之间进行互相串联，这种变送器是非常适合现场的两线连接的。 在现场设备与仪表中，四线制的变送器所输出的信号为 4-20mA，那么这种情况之下，就极容易造成对电源的冲突。最好的解决方法，就是借助隔离器，通过隔离器对 4-20mA 信号的接收与隔离来解决问题。此外，还可以在在隔离器的输出处，接入一个两线制的变送器，以实现与接收设备接口的相配套。 2.2 解决方法与对策 隔离器在输入与输出时，务必要保证对这两个部位进行隔离，如若外加
5、工作的电源 24V，同时为输入与输出供电，务必实现电气与两个部分的完全隔离。将输入、输出以及外加工作电源三者完全隔离的器件，叫做三隔离，又叫全隔离器件。无论隔离器的数量是多少，在理论上来说，该供电方式都能使用 24V 的电源进行供电，相互之间没有任何干扰关系。4-20mA 与 4-20mA 电流信号间，解决它们所存在的隔离问题，一般情况之下使用的是隔离器 WS1562，其无需外加电源就可以正常工作。从而使用中更具简捷与便利性，再就是其对功能的消耗低，产生的热量也地，具很高的可靠性。除了简捷与可靠的优点之外却也有着缺陷存在，那就是在功率传送中，对功率的损耗较大，在输入端电流与输出端电流以及电压乘
6、积所体现出的差值就是对功率的损耗。 根据隔离角度的不同，可将二线制的变送器分为隔离式与非隔离式两种，其中隔离式变送器能够大大的提高设备与仪表的抗干扰功能。二线制变送器的隔离方式也包括两种：一是，传感器与变送器作为一个整体在现场设备与仪表指定的地点中进行工作。例如中央控制室机柜。二是，传感器与变送器作为两个部分，安置在现场指定的部位。 将导轨安装在隔离器的外型中，采用对接线式的接线，这种隔离方式叫做隔离端子，适用于机柜的使用。 3 电气设备和线路造成的信号干扰 在现场经常会遇到此类问题，其中，电气设备干扰一般指电动机、变频器、软启动器、磁力设备等产生的电源及空间磁场干扰。目前，主要有直流制、单相
7、低频交流制和单相工频交流制三种电流制式。他们产生的信号干扰主要有：不平衡牵引电流回流、瞬间脉冲电流及谐波电流的干扰；信息传输电缆受牵引网系统的感性、容性耦合的干扰；沿线基站场的固定电气电子设备受电力系统的房舍、耦合、回流低电位等影响；装置及其相应的传输线等受电力机车强电设备的电、磁、电磁放射源的影响。不合理的线路布局产生的干扰也同样会造成诸如继电器误动作、信号异常失真等。解决方法为合理布局、可靠接地、加装滤波器和电抗器等措施。所以，现场综合布线的解决原则就是遵循桥架分层、线槽分隔、加装金属护管、保持安全距离等。 4 简单归纳现场检查和处理 1.检查屏蔽-使用屏蔽线替换并可靠连接；与控制系统连接
8、的各类信号传输线，除了传输有效的各类信号之外，总会有外部干扰信号侵入。包括通过变送器或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰和信号线受空间电磁辐射感应的干扰两种。因此应该检测屏蔽，是信号干扰的危害降到最低。 2.检查接地，尤其是电源、变频、电机等设备-单点可靠接点、加粗线径。电源等设备通常采用隔离电源，但其机构及制造工艺因素使其隔离性并不理想。接点不合理可能导致出现电磁干扰等一些列问题，事实，完全的隔离并不可能，但是应该使其干扰最小化。因此，需要检查接点，查看其接点是否正确，使其隔离效果最大化。 3.检查信号传送和隔离情况-加装隔离器；当 PLC 在对外部设备与仪表传送信号时，PLC 的输出不仅
9、能为显示仪表传送信号，同样也可以为变频器设备传送信号。为解决它们之间所存在的干扰问题，使用隔离式信号的分配器已经成为一种必然趋势。 4.外围设备影响（电源干扰、空间干扰）-远离干扰源或加强自身防护抗扰能力 影响控制系统的干扰源，大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，如：变频器、直流调速、高频感应加热等。如通过不对称电路可转换成差模电压、空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压等都会干扰信号。因此在现场工作之时，尽量远离这些干扰源。 5.布局不合理-受影响电缆单独取出，如干扰消失，可考虑加金属护管； 不合理的线路布局产生的干扰也同样会造成诸如继电器误动作、信号异常失真等。所
10、以现场综合布线的解决原则就是遵循桥架分层、线槽分隔、加装金属护管、保持安全距离等。 结语 随着生产的发展，电气自动化的运用会越来越普遍，其信号的正确性直接影响工程的质量。相关人员只有研究信号干扰的原因以及处理的方式，才能排除信号干扰产生的一系列问题，更好的为经济发展服务。 参考文献： 1沈鉴.论电气自动化发展现状及趋势J.中国新技术新产品.2012(12) 2李毅.探析人工智能技术对电气自动化的实践运用J.中国电业(技术版).2012(06) 3范铁锤.PLC 在电气自动化控制系统中应用范例J.自动化应用.2012(07) 4张小波,张彦.基于计算机技术的电气自动化控制系统设计与应用J.机电信息.2012(15) 5姚振龙.浅析 PLC 在电气自动化中的应用与发展J.科技创新导报.2011(26)
