电工基础

电工基础知识_电工技术-电工最常见电路

变频器对plc干扰问题解决方法

时间:2018-03-15 13:58来源:未知 作者:admin 点击:
plc和 变频器 尽量不要放在一个柜子中;必须放在一个柜子中,变频器要加电抗器,plc和变频器要良好的 接地 ,在变频器到plc的控制线上加隔离装置 其实可以这样试试; 1、PLC电源进行

plc和变频器尽量不要放在一个柜子中;必须放在一个柜子中,变频器要加电抗器,plc和变频器要良好的接地,在变频器到plc的控制线上加隔离装置
其实可以这样试试;
1、PLC电源进行隔离处理,如果是交流供电:变压器供电220;如果是直流供电:隔离开关电源
2、地线和变频器地线分开;
  模拟信号电缆必须选用双绞线,能有效抑制共模干扰。
以前一现场,也是变频器一运行就有干扰,用屏蔽电缆不行,后面用一普通网线,一下全OK了。
    二者间存在谐波干扰。最好是变频器与PLC相隔一定距离,从源头消除谐波干扰。如二者近距离安装,可采用变频器加电抗器、PLC用隔离变供电等方式抑制干扰。此外,通信电缆屏蔽层接地要规范,单层屏蔽线只一端接地,双层屏蔽线外屏蔽采用两端接地,内屏蔽采用一端接地。

变频器对PLC模拟量4-20MA信号的干扰主要的解决方法是屏蔽和疏导,具体措施如下:
1.把两个0.47微发100伏CBB电容串联,中间连接处接地,两端并在信号处;
2.有变频器等强磁场的干扰下还是两端接地比较好,一端接地时,屏蔽层电压为零,可显著减少静电感应电压;两端接地使电磁感应在屏蔽层上产生一个感应纵向电流,该电流产生一个与主干扰相反的二次场,抵消主干绕场的作用,显著降低磁场耦合感应电压,在这种情况下,外干扰的强磁场是主要矛盾,以解决此为主;
3.PLC供电电源与动力系统电源(变频器电源)分别配置,且PLC的供电应该选择隔离变压器;
4.动力线尽量与信号线分开,信号线要做屏蔽;
5.无论是模拟信号输入还是模拟信号输出,模拟量通道一律使用信号隔离模块;
6.PLC程序里做软件滤波设计;
7.信号地与动力地分开设计。
在自动化控制系统中,变频器的使用越来越广泛,变频器对PLC模拟量干扰问题也凸显出来。下面举一个变频器对PLC模拟量干扰的例子以及用信号隔离模块克服此类干扰的解决办法。
现象说明:西门子PLC中AO点发出一路4-20mA电流控制信号,输出至西门子变频器,无法控制变频器启动。
故障查找:
1)疑似模拟量输出板卡问题,用万用表测量4-20mA输出信号,信号是正常的!
2)开始怀疑是变频器控制信号输入端有了问题,换了一台同型号变频器,问题仍然如此。
3)用一台手持式信号发射器做4-20mA输出信号源,输出标准电流信号至变频器,这下变频器启动了,因而我们排除了模拟量输出板卡和变频器的故障。
4)由此推测是变频器的干扰信号传导至模拟量通道所致。
5)为了验证,在PLC模拟量4-20mA输出通道中加装了一台信号隔离模块TA3012,TA3012的输入端子5、6接模拟量输出模块,输出端子1、2端子接变频器,3、4端子接外部24VDC供电电源,变频器正常启动了。
6)据此断定,问题的根源在于变频器干扰模拟量通道所致。

如何消除变频器干扰?变频器干扰解决方法
变频器包括整流电路和脉冲电压波形发生电路,输入的交流电经过变流器和平波回路的整流,变换成直流电压,通过逆变器把直流电压变换成不同宽度的脉冲电压(称为脉宽调制电压,PWM)。用这个PWM电压驱动电机,就可以起到调整电机力矩和速度的目的。这种工作原理导致以下三种电磁干扰:
1、谐波干扰
整流电路会产生谐波电流,这种谐波电流在供电系统的阻抗上产生电压降,导致电压波型发生畸变,这种畸变的电压对于许多电子设备形成干扰(因为大部分电子设备仅能工作在正弦波电压条件下),常见的电压畸变是正弦波的顶部变平。谐波电流一定时,电压畸变在弱电源的情况下更加严重,这种干扰的特征是会对使用同一个电网的设备形成干扰,而与设备与变频器之间的距离无关。
2、射频传导发射干扰
由于负载电压为脉冲状,因此变频器从电网吸取电流也是脉冲状,这种脉冲电流中包含了大量的高频成分,形成射频干扰,这种干扰的特征是会对使用同一个电网的设备形成干扰,而与设备与变频器之间的距离无关。
3、射频辐射干扰
射频辐射干扰来自变频器的输入电缆和输出电缆。在上述的射频传导发射干扰的情形中,变频器的输入电缆上有射频干扰电流时,由于电缆相当于天线,必然会产生电磁波辐射,产生辐射干扰。变频器输出电缆上传输的PWM电压,同样包含丰富的高频的成分,会产生电磁波辐射,形成辐射干扰。辐射干扰的特征是,当其他电子设备靠近变频器时,干扰现象变得严重。
根据电磁性的基本原理,形成电磁干扰必须具备三要素:电磁干扰源、电磁干扰途径、对电磁干扰敏感的系统。为防止干扰,可采用硬件抗干扰和软件抗干扰。其中,硬件抗干扰是最基本和最重要的抗干扰措施,一般从抗和放两方面入手来抑制干扰,其总体原则是抑制和消除干扰源、切断干扰对系统的耦合通道、降低系统干扰信号的敏感性。具体措施在工程上可采用隔离、滤波、屏蔽、接地等方法。
以下内容是解决现场干扰的主要步骤:
1、采用软件抗干扰措施:具体来讲就是通过变频器的人机界面下调变频器的载波频率,把该值调低到一个适当的范围。如果这个方法不能奏效,那么只能采取下面的硬件抗干扰措施。
2、进行正确的接地:通过现场的具体调研我们可以看到,现场的接地情况是不甚理想的。而正确的接地既可以是系统有效地抑制外来干扰,又能降低设备本身对外界的干扰,是解决变频器干扰最有效的措施。(http://www.dgzj.com/ 电工之家)具体来讲就是做到以下几点:
(1)变频器的主回路端子E必须接地,该接地可以和该变频器所带的电机共地,但不能与其它的设备共地,必须单独打接地极,且该接地点应该尽量远离弱电设备的接地点。同时,变频器接地导线的截面积应不小于4mm2,长度应控制在20m以内。
(2)其它机电设备的地线中保护接地和工作接地应分开单独设接地极,并最后汇入配电柜的电气接地点。控制信号的屏蔽地和主电路导线的屏蔽地也应分开单独设接地极,并最后汇入配电柜的电气接地点。
4、屏蔽干扰源
屏蔽干扰源是抑制干扰的很有效的方法。通常变频器本身用铁壳屏蔽,可以不让其电磁干扰泄露,但变频器的输出线最好用钢管屏蔽最好还要加装磁环,平行并绕3—4圈,有助于抑制高次谐波,特别是以外部信号(从控制器上输出4~20mA信号)控制变频器时,要求该控制信号线尽可能短(一般为20m以内),且必须采用屏蔽双绞线,并与主电路线(AC380)及控制线(AC220V)完全分离。此外,系统中的电子敏感设备线路也要求采用屏蔽双绞线,特别是压力信号。且系统中所有的信号线决不能和主电路线及控制线放于同一配管或线槽内。为使屏蔽有效,屏蔽层必须可靠接地。
5、合理的布线
具体方法有:(1)设备的电源线和信号线应尽量远离变频器的输入、输出线: (2)其它设备的电源线和信号线应避免和变频器的输入、输出线平行;如果采取了以上的办法之后还是不能够奏效,那么继续以下办法。
6、干扰的隔离
所谓干扰的隔离,是指从电路上把干扰源和易受干扰的部分隔离开来,使他们不发生电的联系。通常是在电源和控制器及变送器等放大器电路之间在电源线上采用隔离变压器以免传导干扰,电源隔离变压器可应用噪声隔离变压器。
7、在系统线路中设置滤波器
设备滤波器的作用是为了抑制干扰信号从变频器通过电源线传导干扰到电源和电动机。为减少电磁噪声和损耗,在变频器输出侧可设置输出滤波器;为减少对电源干扰,可在变频器输入侧设置输入滤波器。若线路中有敏感电子设备如控制器和变送器等,可在该设备的电源线上设置电源噪声滤波器以免传导干扰。滤波器根据使用位置的不同,可分为:
(1)输入滤波器通常有两种:a、线路滤波器:主要由电感线圈构成,它通过增大线路在高频下的阻抗来削弱频率较高的谐波电流。b、辐射滤波器:主要由高频电容器构成,它将吸收点频率很高的、具有辐射能量的谐波成分。
(2)输出滤波器也由电感线圈构成。它可以有效地削弱输出电流中的高次谐波成分。非但起到抗干扰的作用,且能消弱电动机中由高次谐波产生的谐波电流引起的附加转矩。对于变频器输出端的抗干扰措施,必须注意一下方面:
a、变频器的输出端不允许接入电容器、以免在逆变管导通(关断)瞬间,产生峰值很大的充电(或放电)电流,损害逆变管;b、当输出滤波器由LC电路构成时,滤波器内接入电容器的一侧,必须与电动机侧相接。
8、采用电抗器
在变频器的输入电流中频率较低的谐波成分(5次谐波、7次谐波、11次谐波、13次谐波等)所占的比重是很高的,它们除了可能干扰其它设备的正常运行之外,还因为它们消耗了大量的无功功率,使线路的功率因素大为下降。在输入电路内串入电抗器是抑制较低谐波电流的有效方法。根据接线位置的不同,主要有以下两种:
(1)交流电抗器:串联在电源与变频器的输入侧之间。其主要功能有: a、通过抑制谐波电流,将功率因素提高至(0.75-0.85); b、削弱输入电路中的浪涌电流对变频器的冲击; c、削弱电源电压不平衡的影响。
(2)直流电抗器:串联在整流桥和滤波电容器之间。它的功能比较单一,就是削弱输入电流中的高次谐波成分。但在提高功率因素方面比交流电抗器有效,可达0.95,并具有结构简单、体积小等优点。
图1是一个解决变频器干扰的典型方案。 


如图所示,变频器的抗干扰措施主要包括在变频器进线部分加装交流电抗器和滤波器,进线和出线采用屏蔽电缆,所有电缆的屏蔽层与电抗器、滤波器、变频器和电机的保护地共同接地,且该接地点与其他接地点分开,保持足够的距离。同时,信号电缆和变频器的动力电缆不要平行布置。
此外,为防止变频器干扰信号和控制回路,需要给控制器、仪表和工控机采用单独的隔离电源进行供电。

处理ABB变频器故障有两种方法
故障代码分析法和主电路分析法。

故障代码分析法
ABB变频器有故障的话,在操作面板上都有相 应的故障代码,一般处理变频器故障时,必须在操作 面板上找到它的故障代码,根据故障代码再做深层次的分析。下面笔者根据个人在变频器维修过程中的经验和一些常见的故障代码,浅谈一些常见故障 处理方法。
1.1故障代码:BRAKE FLT
故障原因:制动器故障,制动器打开超时或制动器打开不到位。
处理方法:在现场打开制动器的罩子,程序中分别强制打开制动器线圈,观察制动器限位打开状态,如果制动器打不开或机构卡劲,更换制动器;如果限位打开距离限位感应片距离远,调整感应片的距离并确保其紧固(根据笔者多年的设备管理经验,电子感应式接近开关的故障率远低于机械开关,本部门大部分重要限位均由安装前的机械开关改进为电子感应式接近开关);
如果制动器打开超时,可采用两种方法:①制动器打开稍微缓慢的情况下,把制动器打开延时时间加长;②制动器打开非常缓慢,此时必须更换新的制动器液力推杆。
1.2故障代码:MF COMM ERR
故障原因:主、从总线通讯无效。
处理方法:检查主、从总线连接和主机CH:到从机CH:之间的光纤连接。看看连接是否紧密,如果松动,需重新插入并确认连接可靠。另外,还需检查光纤通讯是否正常以及光纤头是否清洁等,如果达不到要求的话,必须用精密电子仪器清洗剂清洗或者更换质量良好的光纤。如果上述情况都正常还是无法消除故障的话,在程序中强制变频器接触器输出线圈动作5min左右,故障即可消除。
1.3故障代码:SHORT CIRCUIT
故障原因:外部连接的电机电缆故障或变频器自身硬件故障。
处理方法:脱开变频器的输出线,用兆欧表测量三相对地绝缘情况和三相电组,如果电机或电缆有问题,更换电机和电缆;如果输出正常的话,就检查变频器的主回路,主要检查IGBT、逆变块和整流桥等。如何判断IGBT、逆变块和整流桥是否正常呢,这里我把上述完好电器件用万用表二极管档进行测试,测试结果如:①对于IGBT,万用表黑表笔测C,红表笔测E时,阻值为0.34MQ左右,反之无穷大。其它四种情况均为均无穷大。②对于逆变块,万用表黑表笔测正极,红表笔测负极时,阻值为0.67MQ左右,反之无穷大。万用表黑表笔测接地极,红表笔测负极时,阻值为0.34MQ左右,反之无穷大;万用表黑表笔测正极,红表笔测接地极时,阻值为0.34MQ左右,反之无穷大。③对于整流桥,万用表黑表笔测
l,红表笔测3时,阻值为0.37Mt2左右,反之无穷大。其它四种情况均为均无穷大。
如果测试结果与上述结果偏差太大的话,建议更换。如果考虑减少维修对生产时间影响的话,笔者建议直接更换变频器比较可取,因为更换一台变频
器需要时间可控,大约2h,而因为出现SHORT CIR—CUlT故障代码而维修的话,时间远超过2h,而且时间不可控。
1.4故障代码:AMBINET TEMP
故障原因:变频器工作环境温度过低。处理方法:电气空调考虑增加空调,提高变频
器工作环境温度;如果应急想尽恢复快作业的话,可以使用电吹风等加热工具提高环境温度。
主电路分析法

主电路分析法就是从变频器的主电路着手,分析引起故障的原因与解决方法。根据经验,一般遇见ABB变频器主电路故障时,可从以下几个方面着手。
2.1滤波电容所引起故障
故障原因:电网电压不稳,和内部温度过高,元件性能不好。
解决方法:①主要是设备不稳,易受电磁干扰;
② 更换优质元件,改善通风条件。
2.2变频器超温
故障原因:风扇不转、风道堵死。
解决方法:①检查风扇线圈是否损坏;
②清理冷风道积尘鬟爹如缺油卡死的应先加轻油、在加些固体润滑脂;
③在更换新冷风风扇时,要注意有的风扇带自动转动信号,有的不带风扇转动信号,换原型号风扇。
2.3输出电流过大
故障原因:输出电流超过设定极限、跳闸。
解决方法:①检查电机负载是否短路;
②检查电机制动器是否完全打开;
③检查机械转动装置是否运转灵活;
④判断异步电动机运转过程中是否有温升、有异味、有异响等现象;⑤在确定电机和绕组线圈故障后,更换时注意原有型号和参数。
2.4制动器故障
故障原因:制动器运转不到位,到位信号限位不起作用,制动器机械故障。
解决方法:
①检查制动器供电是否正常;
②检查制动器机械传动是否正常;
③检查制动器线圈故障;
④检查制动器限位及返回信号;
⑤检查接触器是否正常;
⑥接触器主电故障,是由某一触点接触不好或是接触端子螺钉松动,采取修复和更换新元件,制动器损坏应采取从新下线和更换,更换时注意原有型号和参数。
2.5编码器故障
故障原因:变频器检测到编码器反馈回来的数据信号出错或与通讯中断。
解决方法:
①检查编码器与电机或设备连接是否正常;
②检查编码器信号电缆是否完好;
③检查编码器与控制板的连接;
④检查编码器是否受周围设备干扰;
⑤校正编码器位置,排除其它干扰。
2.6干扰故障
故障原因:主要是传导干扰和电磁感应干扰。
解决方法:
①主要是检查各接地线是否良好;
② 检查各屏蔽线是否连接正常。

(责任编辑:admin)
织梦二维码生成器
相关文章
------分隔线----------------------------