兩起西門子PROFIBUS-DP網絡干擾故障解析

3.1.2 信號干擾

在冶金行業的現場布線施工過程中,往往存在高壓大電流線路與信號線、通訊線相距很近,大負荷電氣設備的啟停頻繁等情況,此種情況極易引起信號線與通訊線周圍磁場產生迅速的變化,從而對線路信號的傳輸產生干擾。由此引入系統的干擾,會引起模擬量信號的不穩定,開關量信號的工作異常,通訊數據的中斷,嚴重時會因為各類信號的不穩定而導致通訊中斷、站點丟失甚至系統癱瘓,再甚者會對系統硬件產生不可恢復的傷害。

3.1.3 負載干擾

在控制系統中,往往具有很多具備儲能特性的負載,由于沒有加裝信號隔離裝置或者浪涌吸收器,當控制觸點切換時就將產生高于電源電壓數倍甚至數十倍的反電動勢,這會對系統中的相關設備產生較大的沖擊。

3.1.4 接地干擾

PLC控制盤柜與大地之間存在著電位差,規范而良好的接地系統可以減少由于這種電位差而引起的干擾電流。混入信號線與通訊線纜的干擾,可通過接地線引入大地,從而減少干擾的影響。不合格的地線和不規范的接地方式通常是引起接地干擾的重要原因。

3.2 干擾的解決辦法

產生干擾的原因雖然很多,成因也很復雜,但處理起來也不是沒有辦法,要想把一套設備建好,用好,維護好,恐怕我們還要從防治干擾的角度做好以下這幾方面的工作:

3.2.1 設備選型要規范

在設備選型時,一定要首選抗干擾能力強的產品,生產廠家信譽高、技術力量雄厚的企業。

3.2.2 采用高質量的電源,有效抑制高頻諧波

采用高質量的電源是抑制電網干擾的一種極其有效的方法。現在常用的UPS和凈化電源裝置都具有很強的干擾隔離性能,所以根據現場情況加裝必要的電源隔離裝置可以有效的抑制電網干擾,尤其是對高頻諧波。

3.2.3 規范施工

在設備安裝調試階段,規范施工,避免動力電纜與信號線(包括通訊線纜)在同一橋架內或同一層內混合鋪設、對重要部件及線纜進行屏蔽接地處理,濾波處理,加裝隔離裝置等都能有效的抑制干擾的產生。

3.2.4 正確規范的安裝、使用地線

接地是提高電子設備電磁兼容性的有效手段之一。正確規范的接地,既能抑制電磁干擾的影響,又能抑制設備向外發出干擾。

3.2.5 必要時加裝信號中繼器

現在個別大的自動化設備提供商,為了保證系統設備的高效運行,紛紛研發出了適合系統的信號中繼器,也有叫信號放大器的,可以有效的保證信號傳輸質量,提高系統運行的穩定性。

4 解決方案

根據以上分析,基本可以判斷出脫硫站控制系統的干擾源自于控制系統S7-400主站PLC與從站PLC連接的通訊電纜與噴鎂罐給料電機的電機線鋪設不規范,距離較近,所以會發生給料電機動作就會出現通訊中斷,CPU報故障的現象。一次除塵風機中壓變頻器則是連接中壓變頻器與ET200模塊的通訊纜連接不規范,屏蔽接地不牢固所致,所以會出現系統在運行過程中,通訊電纜受干擾而丟失子站報故障的現象。

針對這種情況,我們現場的維護人員對兩套系統的通訊電纜進行了徹底的檢查,并將通訊電纜嚴格按照抗干擾的標準進行了重新的接引、安裝,處理之后至今,兩套系統運行穩定,再沒發生類似故障。

5 大型控制系統日常抗干擾維護注意事項

隨著大型自動化控制系統的不斷普及,尤其是總線技術的飛躍發展,隨之而來的要求我們現場的維護人員的技術能力越來越高,尤其是在系統抗干擾性能方面,所以從加強日常維護方面提一些注意事項,希望可以幫助大家開闊思路,有助于我們作好各類系統的維護工作:

5.1 在設備安裝、調試階段,就要抓好系統硬件的施工規范,這是一個系統的基礎,而且往往隨著時間的推移,這個先天的優勢會越發突出;

5.2 在設備選型過程中,一定選擇產品信譽好,質量過硬,技術力量雄厚的企業。不盲目追求高等級、高規格、高價格的產品,但也不要一味追求經濟性,降低了系統的各項性能;

5.3 重視供電系統在系統中的作用,尤其是在大型工礦企業中,供電質量的優劣可以對系統很多元件產生潛移默化的影響;

5.4 在日常維護過程中,一定要嚴把周期,定期為你的設備做相關檢查、清理、整理等工作,尤其是在設備運行環境不佳的企業中,不要怕麻煩,你為你的設備付出多少,它就給你回報多少;

5.5 在維護中不斷學習,不斷總結,問題總有新的,但一名聰明的維護人員總可以不斷的從新的問題中學習到新的知識,不斷提高自己的技術水平。

6 結束語

現在,大型自動化控制系統逐漸在進行著從“集中控制”到“分散控制”再到“現場控制”的演變,從“點對點”的數據傳輸方式到“總線”方式的數據傳輸的演變。近些年來,現場總線技術在各行各業的應用中得到了空前的發展,但是隨之而來的就是一根簡單的數據線、通訊電纜對于一個系統來說顯得更加重要,所以在實際應用過程中,我們要根據現場情況,準確判斷出干擾類型、干擾源,以最快速度排除故障,并且有效做好預防措施,這樣才能有效抑制干擾,保證我們所駕御的這些大型自動化設備正常、可靠的運行。

參考文獻:

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