<meter id="pryje"><nav id="pryje"><delect id="pryje"></delect></nav></meter>
          <label id="pryje"></label>

          新聞中心

          EEPW首頁 > 模擬技術(shù) > 設(shè)計應(yīng)用 > DCS自動控制系統(tǒng)與變頻器的電磁兼容分析

          DCS自動控制系統(tǒng)與變頻器的電磁兼容分析

          作者: 時間:2011-11-09 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          本文介紹了制藥廠發(fā)酵罐用干擾系統(tǒng)的實例分析及干擾處理方法。通過在輸入、輸出端加裝匹配的電源濾波器,有效解決了工作時產(chǎn)生的電磁干擾。經(jīng)過多次整機調(diào)試及試驗,實現(xiàn)了制藥廠發(fā)酵車間自動化控制系統(tǒng)與變頻器的

            1引言

            變頻器的應(yīng)用日益普及,為各行業(yè)的工業(yè)自動化控制提供了良好的生產(chǎn)及工藝效益。但隨著自動化程度的不斷提高,自動化設(shè)備對電源污染的程度也越來越深,相應(yīng)的對系統(tǒng)的干擾也越來越強,對電源濾波、凈化,取得相對穩(wěn)定的綠色電源的要求也越來越高。

            國際上對(EMC或EMI)的設(shè)計及應(yīng)用已有比較明確的法律及法規(guī),對電子設(shè)備的干擾及被干擾、電源的諧波含量都有明確的規(guī)定。由于我國電子設(shè)備的自動化發(fā)展相對較慢,對其諧波含量對電網(wǎng)的污染還沒有一定的認識,因此這一方面的認知還沒有發(fā)展到法律化的程度。但是,在一些工業(yè)生產(chǎn)自動化程度相對較高的場合,的意義已相對明顯,有些電子設(shè)備對電磁干擾非常的敏感,已至于無法正常工作。

            在河南新鄉(xiāng)華星制藥廠我們安裝變頻器設(shè)備時就遇到了該類問題,我們利用濾波措施,經(jīng)過多次調(diào)試,已順利解決。這里我們把問題解決的方法談一下,供業(yè)界人士共同探討。

            2發(fā)酵車間系統(tǒng)簡介

            河南新鄉(xiāng)華星制藥廠青霉素發(fā)酵107車間,采用北京康拓生化工程有限公司設(shè)計制造的全自動控制系統(tǒng),對每臺發(fā)酵罐的溫度、壓力、酸堿度(PH值)進行全方位監(jiān)控,并對發(fā)酵過程中的補料、出料,包括加糖、苯乙酸、加氨等進行全自動操作,有三個傳感器進行檢測,發(fā)出電信號至微機控制系統(tǒng)。由微機控制系統(tǒng)根據(jù)檢測的電壓(或電流)值適時發(fā)出脈沖信號(+5V),去控制電磁閥的開閉(電磁閥工作電壓為+24V),來實現(xiàn)進出料的補給。這樣每臺發(fā)酵罐就有三項進出料控制的六個電磁閥,三個傳感器,兩塊檢測儀表,在微機上全部實行遠距離監(jiān)控,并將全部數(shù)據(jù)全面顯示于一面大屏幕墻上。全車間共有18個發(fā)酵罐。由此可想而知該類系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大,控制繁雜,布線稠密,安裝時考慮必須十分周到、細致。

            3電磁干擾問題分析及解決方法

            由于用戶已試用了一臺變頻器,根據(jù)更換皮帶輪,調(diào)整電機轉(zhuǎn)速,對用變頻器節(jié)能已有一定的認識,因此決定安裝我公司的變頻器,以實現(xiàn)節(jié)能增效的目的。

            我們在第一次安裝變頻器時,由于未考慮到電磁兼容的嚴重性,變頻器開機后干擾原控制系統(tǒng),在微機上多臺發(fā)酵罐發(fā)出報警信號,后來加了輸入、輸出電抗器,也沒能解決問題。后來我們觀察用戶原應(yīng)用的變頻器,他采用了濟南菲奧特電子設(shè)備有限公司生產(chǎn)的變頻器輸入端及輸出端專用電源濾波器,已正常運行一年,于是制藥廠建議我公司購買該類同型號的電源濾波器。

            變頻器輸入端電源濾波器是采用高導磁率的鐵氧體磁心及鐵粉芯,配接一定的電容,構(gòu)成LC濾波器,將變頻器產(chǎn)生的高次諧波(在某一頻帶內(nèi)的)濾掉,而使臨近或同一電網(wǎng)工作的電器設(shè)備不受干擾,能夠正常工作。其原理圖如圖1所示。

          DCS自動控制系統(tǒng)與變頻器的電磁兼容分析

            圖1 輸入濾波器電路原理圖

            變頻器輸出端電源濾波器采用電感(L)濾波,抑制變頻器輸出的傳導干擾和減少輸出線上低頻輻射干擾,使直接驅(qū)動的電機電磁噪聲減小,使電機的銅損、鐵損大幅減少。其原理圖如圖2所示。

          DCS自動控制系統(tǒng)與變頻器的電磁兼容分析

            圖2 輸出濾波器電路原理圖

            購買了該類濾波器后,我們?nèi)ガF(xiàn)場進行了調(diào)試。由于對該類現(xiàn)場接觸較少,技術(shù)人員準備不太充分,雖然增加了濾波器,但濾波效果仍不理想,在重載時仍存在干擾,DCS系統(tǒng)不能正常工作,變頻器仍無法運行。于是我們對問題做了具體的分析。

          變頻器產(chǎn)生干擾的原因

          DCS自動控制系統(tǒng)與變頻器的電磁兼容分析

            圖3 變頻器主電路圖

            變頻器主電路一般是交流—直流—交流模式見圖3,外部輸入380V/50Hz的工頻電源經(jīng)三相橋路不可控整流成直流電壓信號,經(jīng)濾波電容濾波及大功率晶體管開關(guān)元件逆變?yōu)轭l率可變的交流信號。在整流回路中,輸入電流的波形為不規(guī)則的矩形波,波形按傅立葉級數(shù)分解為基波和各次諧波,其中的高次諧波將干擾輸入供電系統(tǒng)。在逆變輸出回路中,輸出電流信號是受PWM載波信號調(diào)制的脈沖波形,對于GTR大功率逆變元件,其PWM的載波頻率為2~3kHz,而IGBT大功率逆變元件的PWM最高載頻可達15kHz。同樣,輸出回路電流信號也可分解為只含正弦波的基波和其他各次諧波,而高次諧波電流對負載直接干擾。另外高次諧波電流還通過電纜向空間輻射,干擾鄰近電氣設(shè)備。

            變頻器干擾的主要傳播途徑

            變頻器工作時,作為一個強大的干擾源,其干擾途徑一般分為輻射、傳導、電磁耦合、二次輻射和邊傳導邊輻射等。主要途徑如圖4所示:

          DCS自動控制系統(tǒng)與變頻器的電磁兼容分析

            圖4變頻器干擾的主要傳播途徑

            從上圖可以看出,變頻器產(chǎn)生的輻射干擾對周圍的無線電接收設(shè)備產(chǎn)生強烈的影響,傳導干擾使直接驅(qū)動的電機產(chǎn)生電磁噪聲,使得銅損、鐵損大幅增加,同時傳導干擾和輻射干擾對電源輸入端所連接或鄰近的電子敏感設(shè)備有很大的影響。

            針對這兩次調(diào)試情況和變頻器產(chǎn)生干擾及干擾的途徑,我們聯(lián)合電源濾波器生產(chǎn)廠商的工程師進行了分析總結(jié),并與北京康拓生物工程有限公司的工程師多次進行了電話溝通,了解了其工作原理、布線情況,分析認為主要還是變頻器輸入端產(chǎn)生的高頻諧波造成的干擾。因裝變頻器后,變頻器的輸入線在原動力線槽內(nèi),而輸出線不在線槽內(nèi),離電機也比較近。再者,原布線系統(tǒng)不太合理,動力線槽與控制線槽距離較近,只有20cm,按規(guī)定應(yīng)不少于50cm,且兩線槽平行走線,這些都是比較忌諱的。變頻器的地線接的也不太合理,接在了電源線的走線槽上,線槽的作用一是支撐電源線、二是起屏蔽的作用,變頻器的干擾又通過地線到了線槽上。變頻器產(chǎn)生的高次諧波通過變頻器的輸入線和地線輻射到其它設(shè)備的電源線和信號線上(尤其是比較敏感的傳感器的信號線。這里強調(diào)一點:我們的變頻器與DCS控制系統(tǒng)不是同一臺變壓器給電,可以排除直接傳導干擾),干擾了控制系統(tǒng)的正常工作。

            分析這些問題,由于原布線系統(tǒng)已成定型,再動幾乎是不可能,因此改變電源線和信號線布線的想法應(yīng)予以排除,變頻器地線可以另走,拉一根地線直接接至配電室電控柜的地線上,對變頻器的輸入端再加強濾波措施,按理論問題應(yīng)于解決。

            在現(xiàn)場原發(fā)酵罐停車后,我們在原濾波器基礎(chǔ)上又增加了一套共模及差模磁環(huán),在輸入、輸出每相線上各套二個差模環(huán),在輸入的三根相線上套兩個共模磁環(huán),并將地線接至配電室的地上。這樣處理后開機運行,在電機空載的情況下運行正常,沒有出現(xiàn)干擾報警現(xiàn)象。

          帶載運行時,305、307罐出現(xiàn)干擾報警。將地線改至控制307罐(該罐已使用變頻器,線槽內(nèi)走的是該變頻器的輸出線)變壓器的地線上,305罐不再干擾報警,但307罐仍間隔幾分鐘出現(xiàn)干擾報警現(xiàn)象,分析可能是兩臺變頻器產(chǎn)生的共模干疊加所至,也可能是地線放在動力線槽內(nèi),走線較長引起的,于是在地線上加裝地線濾波器,但效果也不太好。后來將地線拆除(經(jīng)測量變頻器整機漏電流很小,對人體不會造成危害,所以可以將地線拆除),效果好一些,但報警現(xiàn)象也是間斷出現(xiàn),這樣分析應(yīng)該不是地線引起的,還是輸入端的濾波措施不夠,沒有將高頻干擾濾除干凈。因此停機,在輸入的每相線上再加兩只差模環(huán),在三條輸入相線上再套三個共模環(huán),這樣開機運行,工作正常,整個系統(tǒng)不再出現(xiàn)干擾現(xiàn)象。系統(tǒng)處理后的框圖如圖5所示。

          DCS自動控制系統(tǒng)框圖

            圖5 系統(tǒng)


          上一頁 1 2 下一頁

          關(guān)鍵詞: DCS 自動控制 變頻器 電磁兼容

          評論


          相關(guān)推薦

          技術(shù)專區(qū)

          關(guān)閉
          看屁屁www成人影院,亚洲人妻成人图片,亚洲精品成人午夜在线,日韩在线 欧美成人 (function(){ var bp = document.createElement('script'); var curProtocol = window.location.protocol.split(':')[0]; if (curProtocol === 'https') { bp.src = 'https://zz.bdstatic.com/linksubmit/push.js'; } else { bp.src = 'http://push.zhanzhang.baidu.com/push.js'; } var s = document.getElementsByTagName("script")[0]; s.parentNode.insertBefore(bp, s); })();