Profibus－DP現(xiàn)場(chǎng)總線在精整生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用

2）變壓器、MCC柜、電力電纜和動(dòng)力設(shè)備。這些設(shè)備均為工頻其頻率較低，干擾一般發(fā)生在近場(chǎng)，而近場(chǎng)中隨著干擾源的特性不同分電場(chǎng)分量和磁場(chǎng)分量，兩者有很大差別。特別是動(dòng)力設(shè)備啟動(dòng)時(shí)的瞬間電流能夠達(dá)到額定電流的1～6倍會(huì)產(chǎn)生大電流沖擊的暫態(tài)干擾。

3）來自工頻電源的干擾。工頻電源波形畸變和高次諧波若未加隔離或?yàn)V波便會(huì)通過向軋機(jī)控制系統(tǒng)供電而進(jìn)入控制系統(tǒng)，從而影響現(xiàn)場(chǎng)總線的信號(hào)。

4）導(dǎo)線接觸不良產(chǎn)生的火花、電弧等。

5）三相供電不平衡產(chǎn)生的地電流、屏蔽層不共地產(chǎn)生的接地環(huán)流。

干擾源的傳播途徑有導(dǎo)線傳輸和空間輻射兩種，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)總線主要表現(xiàn)為地線阻抗干擾和來自工頻電源的干擾。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)總線的抗干擾措施

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線的干擾源可采取以下策略：

1）遠(yuǎn)離干擾源。動(dòng)力設(shè)備和電力電纜對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線的干擾與距離的平方成反比，即隨距離的增大干擾衰減非?？臁Ｒ虼嗽谠O(shè)備安裝放電纜時(shí)，在電纜夾層和電纜鉤中就要將動(dòng)力電纜和現(xiàn)場(chǎng)總線分開保持一定距離。

2）現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備和電纜采取屏蔽措施?，F(xiàn)場(chǎng)總線屏蔽的原理：一是外來電磁波在金屬表面產(chǎn)生渦流，從而抵消原來的磁場(chǎng)；二是電磁波在金屬表面產(chǎn)生反射損耗而另一部分透射波在金屬屏蔽層內(nèi)傳播過程中衰減產(chǎn)生吸收損耗。現(xiàn)場(chǎng)總線的屏蔽是利用由導(dǎo)電材料制成的屏蔽并結(jié)合接地來切斷干擾源。

3）采用UPS電源或隔離變壓器可防止來自工頻電源的干擾。

4）網(wǎng)段中間加中繼放大器。中繼器不但可隔離它之后的干擾信號(hào)，而且對(duì)它前段的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)有放大作用。

5）采用光纜傳輸信號(hào)。在現(xiàn)場(chǎng)總線傳輸速度高傳輸距離遠(yuǎn)干擾大的情況下盡可能地采用光纜。采用光纜后有效解決了輻射擾和傳導(dǎo)干擾的眾多問題。若在不共地兩點(diǎn)之間或者在接地狀況很不好的情況下采用光纜傳輸現(xiàn)場(chǎng)總線信號(hào)，可有效防止接地環(huán)流等干擾。

6）正確選擇和安裝傳動(dòng)系統(tǒng)。傳動(dòng)系統(tǒng)的整流部分采用12脈沖整流可有效消除5次和7次諧波。傳動(dòng)柜與電機(jī)之間的動(dòng)力電纜一定要采用良好屏蔽且三芯對(duì)稱的電力電纜。在精整線安裝調(diào)試期間就碰過現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)故障，如5P傳動(dòng)網(wǎng)，各逆變器都無規(guī)律地報(bào)通訊故障，檢查NPBA－12和接線都沒有問題，主PLC重新下硬件組態(tài)還是無效，最后只能將從PLC到各逆變器的DP網(wǎng)線全部套金屬軟管，金屬軟管與傳動(dòng)裝置的地接觸好。這樣才解決掉網(wǎng)絡(luò)通訊故障。還有一種現(xiàn)象就是每當(dāng)在一條DP網(wǎng)上新增加一個(gè)從站，特別是變頻器做從站時(shí)。在啟動(dòng)或停止變頻器瞬間該變頻器就報(bào)通訊故障，而且還會(huì)造成該網(wǎng)絡(luò)上其它站不穩(wěn)定，但變頻器處于運(yùn)行和靜態(tài)時(shí)網(wǎng)絡(luò)又正常，采取各種屏蔽措施都沒有效果，最后在該變頻器前端加一中繼放大器后才消除網(wǎng)絡(luò)故障。

總體來說，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線造成干擾較多的還是來自傳動(dòng)的高頻干擾。因此對(duì)新設(shè)備的線路安裝要嚴(yán)格按照國(guó)標(biāo)或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)來施工，對(duì)后期的擴(kuò)容也要留有余量。

4 結(jié)束語

Profibus－DP現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在精整生產(chǎn)線中的應(yīng)用總的來說是成功的。系統(tǒng)運(yùn)行3年來，相對(duì)穩(wěn)定。發(fā)生網(wǎng)絡(luò)故障的概率很低，一般出故障時(shí)都是發(fā)生在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境較惡劣的地方（如連軋機(jī)的芯棒支撐機(jī)架處和穿孔機(jī)下輥喂入角調(diào)整電機(jī)處等），故障原因大多數(shù)是從站電源線路或網(wǎng)線連接處的問題。在系統(tǒng)調(diào)試初期出現(xiàn)過因電磁干擾造成的通訊故障，但經(jīng)過對(duì)線路的屏蔽處理后，DP網(wǎng)由電磁干擾造成的通訊故障基本上沒有。實(shí)踐表明，該系統(tǒng)具有簡(jiǎn)單實(shí)用，運(yùn)行穩(wěn)定可靠且操作維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，為企業(yè)取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。