造紙機(jī)械現(xiàn)場(chǎng)總線的抗干擾問(wèn)題探討

1 紙機(jī)車間存在的干擾源

(1)紙機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)是紙機(jī)車間最大的干擾源。紙機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的總負(fù)荷約占造紙車間總負(fù)荷的1/3以上,在系統(tǒng)的整流和逆變中,大功率電力電子元器件(IGBT等)高速開(kāi)和關(guān)轉(zhuǎn)換,產(chǎn)生大量的高頻電磁波,污染整個(gè)車間,并且產(chǎn)生大量高次諧波,污染工頻電網(wǎng)。

(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,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,電場(chǎng)分量和磁場(chǎng)分量有很大差別。特別是動(dòng)力設(shè)備啟動(dòng)時(shí),瞬間電流能夠達(dá)到額定電流的6~1倍,會(huì)產(chǎn)生大電流沖擊的暫態(tài)干擾。

(3)來(lái)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(guò)向紙機(jī)控制系統(tǒng)供電而進(jìn)入控制系統(tǒng),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。

2 干擾的傳播途徑

(1)由導(dǎo)線傳輸,稱為傳導(dǎo)干擾。在現(xiàn)場(chǎng)總線中,主要表現(xiàn)為地線阻抗干擾和來(lái)自工頻電源的干擾。

(2)通過(guò)空間以輻射的形式傳輸,稱為輻射干擾。

3 現(xiàn)場(chǎng)總線的抗干擾措施

(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?？?。所以,現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備遠(yuǎn)離用電設(shè)備,現(xiàn)場(chǎng)總線電纜與動(dòng)力纜分層橋架布置,都能起到很好的防干擾作用。遠(yuǎn)離干擾源,是防止輻射干擾的重要措施。

(2)現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備和電纜的屏蔽 現(xiàn)場(chǎng)總線屏蔽的機(jī)理,一是外來(lái)電磁波在金屬表面產(chǎn)生渦流,從而抵消原來(lái)的磁場(chǎng);二是電磁波在金屬表面產(chǎn)生反射損耗,另一部分透射波在金屬屏蔽層內(nèi)傳播過(guò)程中,衰減產(chǎn)生吸收損耗?，F(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(lái)切斷干擾源。

(3)采用UPS電源或隔離變壓器 可防止來(lái)自工頻電源的干擾。

(4)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(wèn)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。特別是紙機(jī)控制系統(tǒng)與紙機(jī)傳動(dòng)!MCC之間,容易存在接地電位差,或接地環(huán)流,要特別注意,選用光纜優(yōu)于選用雙絞線。

(5)正確選擇和安裝紙機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng) 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。

4 現(xiàn)場(chǎng)總線的接地

良好的接地是現(xiàn)場(chǎng)總線防干擾的重要措施。所謂/地0,一般定義為電路或系統(tǒng)的零電位參考點(diǎn);接地就是在兩點(diǎn)之間建立傳導(dǎo)通路其目的一是保護(hù)操作人員和設(shè)備的安全即保護(hù)地0;二是為了抑制電磁干擾,提供電子測(cè)量中的電位基準(zhǔn),即/工作地0。圖1是工作地的接地方法: