Dengan perkembangan masyarakat dan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi yang berkelanjutan, DCS/PLC dan peralatan otomasi lainnya semakin banyak digunakan dalam pengendalian industri. Keandalan sistem kontrol tersebut secara langsung mempengaruhi produksi yang aman dan operasi ekonomi perusahaan industri, oleh karena itu, kemampuan anti-interferensi sistem adalah kunci pengoperasian keseluruhan sistem yang andal. Saat ini, dengan berkembangnya keragaman peralatan, masalah interferensi menjadi semakin menonjol. Bagaimana kita dapat secara efektif menghilangkan dan melawan gangguan pada kontrol otomatis juga semakin mendapat perhatian. Tulisan ini hanya menganalisis secara singkat masalah interferensi yang umum terjadi pada sistem kendali otomasi, dan berharap dapat membantu Anda.
Sistem otomasi digunakan di berbagai jenis DCS/PLC dan peralatan otomasi lainnya, ada yang dipasang secara terpusat di ruang kendali, ada pula yang dipasang di lokasi produksi dan berbagai peralatan motor, yang sebagian besar berada di lingkungan elektromagnetik yang keras yang dibentuk oleh sirkuit listrik yang kuat dan peralatan listrik yang kuat. Untuk meningkatkan keandalan sistem kendali jenis ini, segala jenis gangguan perlu dihilangkan agar dapat secara efektif memastikan pengoperasian sistem yang andal.
Sistem kontrol PLC / DCS merupakan sumber utama interferensi elektromagnetik
1. Gangguan radiasi dari luar angkasa
Medan elektromagnetik radiasi ruang angkasa (EMI) terutama berasal dari jaringan listrik, peralatan listrik, proses transien, petir, siaran radio, televisi, radar, peralatan pemanas induksi frekuensi tinggi, dll., biasanya dikenal sebagai interferensi radiasi, distribusinya sangat kompleks. Jika sistem PLC / DCS ditempatkan pada bidang frekuensi radio maka akan menerima interferensi radiasi, dampaknya terutama melalui dua jalur; satu langsung ke radiasi internal DCS / PLC, melalui induktansi rangkaian interferensi; yang kedua adalah radiasi jaringan komunikasi DCS / PLC, melalui induksi jalur komunikasi yang ditimbulkan oleh interferensi. Interferensi radiasi dan tata letak peralatan lapangan serta peralatan yang dihasilkan oleh ukuran medan elektromagnetik, khususnya frekuensi, umumnya melalui pengaturan kabel berpelindung dan sistem pelindung lokal serta komponen pelepas tegangan tinggi untuk perlindungan.
2. Dilakukan gangguan dari lead diluar sistem
Terutama melalui pengenalan saluran listrik dan sinyal, biasanya disebut interferensi konduksi. Gangguan semacam ini lebih serius di lokasi industri kita.
A. Gangguan dari catu daya
Praktek telah menunjukkan bahwa gangguan catu daya disebabkan oleh kegagalan sistem kontrol PLC/DCS dalam banyak kasus. Sistem PLC/DCS catu daya normal dari catu daya jaringan listrik. Karena cakupan jaringan listrik yang luas, semua ruang akan terkena interferensi elektromagnetik. Dan pada saluran yang menginduksi tegangan dan arus, terutama dalam perubahan jaringan, lonjakan operasi switching, peralatan listrik besar mulai dan berhenti, perangkat berputar AC dan DC yang disebabkan oleh harmonik, guncangan transien hubung singkat jaringan, dll., ditransmisikan melalui saluran transmisi ke sisi catu daya. Catu daya sistem biasanya menggunakan catu daya terisolasi, namun mekanisme dan faktor proses pembuatannya membuat isolasinya tidak ideal. Faktanya, karena adanya parameter terdistribusi, terutama kapasitansi terdistribusi, isolasi absolut tidak mungkin dilakukan.
B. Gangguan dari pengenalan garis sinyal
Dengan sistem kendali PLC/DCS yang terhubung ke berbagai jenis saluran transmisi sinyal, selain transmisi sinyal yang efektif, akan selalu ada intrusi sinyal interferensi eksternal. Interferensi ini terutama memiliki dua cara: satu adalah melalui pemancar atau rangkaian catu daya instrumentasi sinyal umum ke dalam interferensi jaringan, yang sering diabaikan; yang kedua adalah garis sinyal oleh interferensi induksi radiasi elektromagnetik ruang, yaitu garis sinyal pada interferensi induksi eksternal, yang sangat serius. Interferensi yang ditimbulkan oleh sinyal transmisi akan menyebabkan pengoperasian sinyal I/O tidak normal dan keakuratan pengukuran akan sangat berkurang, dan dalam kasus yang serius akan menyebabkan kerusakan komponen. Untuk kinerja isolasi sistem yang buruk, hal ini juga akan menyebabkan interferensi timbal balik antara sinyal, yang mengakibatkan arus balik bus sistem yang umum, yang mengakibatkan perubahan data logika, kesalahan, dan kerusakan. Sistem kendali PLC / DCS akibat masuknya gangguan sinyal yang disebabkan oleh banyaknya kerusakan modul I / O yang cukup serius, yang menyebabkan banyak kegagalan sistem.
3. Dari sistem grounding kebingungan saat terjadi gangguan
Grounding adalah salah satu cara efektif untuk meningkatkan kompatibilitas elektromagnetik peralatan elektronik (EMC). Pengardean yang benar, baik untuk menghambat dampak interferensi elektromagnetik, namun juga untuk menghambat peralatan ke dunia luar untuk mengirimkan interferensi; dan grounding yang salah, namun akan menimbulkan sinyal interferensi yang serius, sehingga sistem PLC/DCS tidak dapat bekerja dengan baik. Ground sistem kontrol DCS / PLC termasuk ground sistem, ground terlindung, ground AC dan ground pelindung dan sebagainya. Kebingungan sistem pentanahan pada gangguan sistem DCS / PLC terutama adalah distribusi potensial yang tidak merata di setiap titik pentanahan, perbedaan potensial pentanahan antara titik pentanahan yang berbeda, sehingga menghasilkan arus loop pentanahan, yang mempengaruhi pengoperasian normal sistem. Misal pelindung kabel harus ada titik groundnya, jika pelindung kabel ujung A, B di ground maka ada beda potensial tanah, ada arus yang mengalir melalui pelindung tersebut, bila terjadi anomali ditambah sambaran petir maka arus tanah akan semakin besar.
Selain itu, lapisan pelindung, kawat pembumian, dan bumi dapat membentuk lingkaran tertutup, di bawah aksi perubahan medan magnet, akan ada arus induksi pada lapisan pelindung, melalui lapisan pelindung dan kawat inti antara konvergensi, gangguan pada loop sinyal. Jika sistem ground dan pemrosesan ground lainnya mengalami kebingungan, loop ground yang dihasilkan dapat menghasilkan distribusi potensial yang tidak merata di ground, sehingga mempengaruhi pengoperasian normal sirkuit logika dan sirkuit analog di dalam PLC. Toleransi gangguan tegangan logika PLC rendah, logika gangguan distribusi potensial tanah kemungkinan besar akan mempengaruhi logika perhitungan DCS/PLC dan penyimpanan data, sehingga mengakibatkan gangguan data, program berjalan atau crash. Distribusi potensial tanah analog akan menyebabkan penurunan akurasi pengukuran, menyebabkan distorsi serius pada pengukuran dan kontrol sinyal serta tindakan yang salah.
4. Dari sistem DCS / PLC dalam gangguan
Terutama oleh komponen sistem dan rangkaian dalam radiasi elektromagnetik timbal balik yang dihasilkan, seperti rangkaian logika saling memancarkan dan dampaknya pada rangkaian analog, landasan analog dan landasan logika serta pengaruh timbal balik komponen dan penggunaan ketidakcocokan timbal balik. Ini semua milik produsen sistem DCS / PLC dalam konten desain kompatibilitas elektromagnetik, lebih kompleks, karena penerapan departemen tidak dapat diubah, tidak dapat terlalu banyak dipertimbangkan, tetapi memilih sistem dengan lebih banyak praktik aplikasi atau setelah pengujian.
Fenomena interferensi umum dan metode penilaian
Gejala:
A. Saat sistem mengirimkan perintah, motor berputar tidak teratur.
B. Ketika sinyal sama dengan nol, nilai tabel tampilan digital melonjak secara kacau.
C. kerja sensor, sinyal yang dikumpulkan DCS/PLC dan parameter aktual yang sesuai dengan nilai sinyal tidak cocok, dan nilai kesalahannya acak, tidak teratur; D, dan sistem servo AC berbagi catu daya yang sama (catu daya yang sama), catu daya yang sama (catu daya yang sama), catu daya yang sama (catu daya yang sama).
Sistem servo D. dan AC berbagi catu daya yang sama (seperti monitor, dll.) tidak berfungsi dengan benar.
Langkah-langkah penilaiannya adalah sebagai berikut:
A. dengan deteksi gigi AC multimeter pada port penerima, seperti interferensi akan menghasilkan sinyal AC. Jika sinyal ini tidak besar, perolehan sinyal sangat kecil, hampir tidak ada dampaknya. Jika sinyal AC ini besar maka akan mempengaruhi nilainya, perlu dicari cara penyelesaiannya.
B. lihat apakah ujung pelabuhannya tanah? Jika dibumikan apakah ada grounding yang menggantung atau grounding yang buruk. Gunakan multimeter untuk mengukur perbedaan tegangan antara port dan ground (bisa ground sistem, bisa juga ground sinyal). Jika ada tegangan AC berarti ada gangguan, jika tidak ada tegangan AC maka ada perbedaan tegangan DC. Perbedaan tegangan ini besar dan mempengaruhi sistem; perbedaannya kecil, dampaknya kecil dan dapat diabaikan.
C. lalu lihat apakah lapisan pelindungnya terhubung ke ground, apakah satu titik grounding atau-ganda titik grounding? Umumnya landasan-titik tunggal.
Solusi yang lebih baik dan sederhana terhadap gangguan sistem
(1) gangguan listrik yang kuat:
Sinyal instrumentasi, sinyal kontrol DCS/PLC lemah, rentan terhadap gangguan listrik yang kuat. Oleh karena itu, persyaratan kabel kabinet (dalam parit kabel, baki kabel, melalui pipa dan metode peletakan lainnya), jalur komunikasi, jalur sinyal, jalur kontrol dan sinyal listrik lemah lainnya jauh dari daya kuat, jaraknya tidak boleh kurang dari 20CM. parit kabel multi-lapisan, persyaratan peletakan kabel lemah pada kabel kuat di bawah.
(2) campur tangan kabinet:
Sistem DCS/PLC tidak dapat dipasang dengan peralatan listrik bertegangan tinggi-di saklar yang sama ditolak, keluaran PLC menggunakan relai perantara untuk mencapai isolasi sinyal peralihan eksternal. Jika kondisi lokasi, sinyal input tidak dapat diisolasi secara efektif dari kabel yang kuat, tersedia relay kecil untuk mengisolasi sinyal switching input. Tentu saja, sinyal masukan DCS/PLC dari kabinet kendali dan sinyal masukan yang tidak jauh dari kabinet kendali umumnya tidak perlu diisolasi dengan relai.
Ada banyak jalur sinyal di kabinet kontrol. Jika pengkabelan semrawut akan menyebabkan peralatan tidak berfungsi, namun cukup merepotkan untuk memeriksanya. Jadi dalam desain kabinet kontrol harus memperhitungkan situasi ini, peralatan disusun berlapis-lapis, keselarasan jelas. Set, saluran listrik PLC yang lama dan tinggi-memisahkan saluran, seperti harus berada dalam slot yang sama, memisahkan kumpulan saluran AC, saluran DC, seperti kondisi yang memungkinkan, penyelarasan slot terbaik, dan menjadikannya sebagai jarak spasial sebesar mungkin, dan berusaha untuk meminimalkan interferensi. Jalur sinyal yang berbeda sebaiknya tidak menggunakan adaptor steker yang sama, seperti harus menggunakan steker yang sama, menggunakan terminal cadangan atau terminal ground untuk memisahkannya guna mengurangi interferensi timbal balik.
PLC tidak dapat dipasang di kabinet switchgear yang sama dengan-peralatan listrik bertegangan tinggi, di dalam kabinet PLC harus jauh dari saluran listrik (jarak antara keduanya harus lebih dari 200mm). Dengan PLC dipasang di kabinet yang sama, beban induktif, seperti relai, kumparan kontaktor, harus dihubungkan secara paralel dengan sirkuit pembatalan busur RC-.
(3) Anti-interferensi saluran sinyal
Saluran sinyal mempunyai tugas mendeteksi sinyal dan mengontrol transmisi sinyal, kualitas transmisi secara langsung mempengaruhi keakuratan, stabilitas, dan keandalan seluruh sistem kontrol. Interferensi saluran sinyal terutama berasal dari ruang radiasi elektromagnetik, interferensi mode diferensial, dan interferensi mode umum.
Interferensi mode diferensial mengacu pada pengukuran garis sinyal yang ditumpangkan pada sinyal interferensi, interferensi ini sebagian besar merupakan sinyal bolak-balik frekuensi tinggi, sumbernya umumnya berupa interferensi berpasangan. Metode untuk menekan interferensi mode normal adalah:
A. pada rangkaian masukan yang dihubungkan dengan filter RC atau filter T ganda.
B. coba gunakan konverter A/D tipe integral ganda, karena karakteristik kerja integrator ini, memiliki peran tertentu dalam menghilangkan gangguan frekuensi-tinggi:
C. sinyal tegangan diubah menjadi sinyal arus dan kemudian ditransmisikan.
Interferensi mode-umum adalah sinyal interferensi umum pada jalur sinyal, umumnya disebabkan oleh terminal ground sinyal yang diukur dan terminal ground dari sistem kontrol terdapat perbedaan potensial tertentu yang disebabkan oleh interferensi ini pada dua jalur sinyal pada siklus, amplitudo pada dasarnya sama dengan kasus, menggunakan metode di atas tidak dapat dihilangkan atau ditekan. Metodenya adalah sebagai berikut:
A. penggunaan penguat diferensial masukan diferensial ganda, penguat ini memiliki rasio penolakan mode umum yang sangat tinggi;.
B. jalur masukan menggunakan kawat terdampar, kawat terdampar dapat mengurangi gangguan mode umum, dan induksinya membatalkan satu sama lain.
C. penggunaan metode isolasi optoelektronik, dapat menghilangkan gangguan mode umum;
D. penggunaan kabel berpelindung, dan grounding-satu sisi.
Untuk menghindari distorsi sinyal, perhatikan pencocokan impedansi untuk sinyal yang ditransmisikan melalui jarak yang lebih jauh.
Beralih sinyal (seperti tombol, saklar batas, saklar kedekatan dan sinyal lain yang disediakan) umumnya tidak memiliki persyaratan khusus untuk kabel, Anda dapat menggunakan kabel umum, jarak transmisi sinyal, Anda dapat menggunakan kabel berpelindung.
Sinyal analog dan jalur sinyal berkecepatan tinggi-(seperti sensor pulsa, penghitungan disk digital, dan sinyal lain yang disediakan) sebaiknya menggunakan kabel berpelindung.
Kabel komunikasi memerlukan keandalan yang tinggi, beberapa frekuensi sinyal kabel komunikasi sangat tinggi, umumnya harus memilih pabrikan PLC untuk menyediakan kabel khusus, dalam persyaratan frekuensi sinyal tidak tinggi atau rendah, Anda juga dapat memilih kabel twisted pair dengan pelindung, namun kualitasnya harus bagus.