现场总线抗干扰技巧大揭秘震撼实录

  • 学术交流
  • 2024年12月21日
  • 1、纸机车间的干扰源探究 (1)纸机传动系统,一个巨大的电磁波污染者。它占据了整个车间的总负荷近三分之一,高功率电力电子元件在高速开关时产生强烈的高频辐射和大量谐波,严重影响整体环境。 (2)变压器、MCC柜以及动力设备,它们都是低频控制领域中的关键设备,而它们所产生的干扰主要集中在附近区域内。特别是在设备启动瞬间,由于电流剧增至额定值之上,可引发暂态干扰现象。

现场总线抗干扰技巧大揭秘震撼实录

1、纸机车间的干扰源探究 (1)纸机传动系统,一个巨大的电磁波污染者。它占据了整个车间的总负荷近三分之一,高功率电力电子元件在高速开关时产生强烈的高频辐射和大量谐波,严重影响整体环境。 (2)变压器、MCC柜以及动力设备,它们都是低频控制领域中的关键设备,而它们所产生的干扰主要集中在附近区域内。特别是在设备启动瞬间,由于电流剧增至额定值之上,可引发暂态干扰现象。 (3)来自工频电源的干扰波形畸变与高次谐波若未经隔离或滤波,便会通过供给纸机控制系统的途径而进入控制系统,这些不良信号对现场总线造成了直接威胁。 (4)导线接触不良导致火花、电弧等问题,以及三相供电不平衡引起的地面電流和屏蔽层中接地环流,都被列为需要解决的问题。

2、干扰传播路径揭秘 (1)导线传输模式,即称为传导干扰,其中在地线阻抗影响下尤其显著,并且来自工频电源的干扰也是这一过程中的重要因素。此外,空间辐射形式也是一种常见的问题。

3、现场总线防护策略详解 (1)远离那些具有较大效应但距离衰减快的大型用电设备,如动力设备和长距离的一类、高功率输出能量较多的地面布置主轴缆线。这有助于降低随着距离增加而迅速减弱但仍可能导致严重破坏的情报辐射效应。

(2)使用有效屏蔽来保护现场总线装置及其连接用的铜绞股。这可以通过两种方式实现:一种是利用金属表面的涡旋作用消除原磁场;另一种是当某些反射损耗发生时,在金属屏蔽内部进行吸收损耗,以此切断一切来源于周围环境中非法活动的地方性反馈网络,使得这些地方性的反馈网络无法继续扩展以形成更广泛地区性回路网络,从而防止所有类型的人类活动行为均可避免遭受极端条件下的无情打击。

(3)确保从任何位置到任何地点之间都没有无人区,可以通过采用UPS(无功备用)供应或者隔离变压器来实现这一目标,这样就能够阻挡来自工业交流网本身带来的各种潜在危险物质输入,从根本上消除可能由这些输入所引发的一系列恐怖事件。

(4)由于光纤通信技术提供了比其他方法更好的耐冲击能力,同时还能够提供更加安全可靠及快速数据交换服务,因此建议尽可能采纳光纤技术来构建现场总线通讯基础设施。在某些情况下,如果存在共享地基点或者地基状态非常差的情况,那么将通信信号发送通过光纤,将使得系统免受各种各样的恶意攻击或自然灾害破坏。而对于那些需要跨越很长距离并且处于极端恶劣环境中的应用来说,光纤作为最佳选择则显得尤为合适,因为它既能抵御物理世界里最残酷的地震与风暴,也能抵御软件界面的黑客攻击,对这两个方面都能做到“万无一失”。

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4、本篇文档关于现场总线防护措施深入探讨

避免单点接地配置,当工作频率低于10MHz时,可以考虑单点接地方式;当工作频率超过10MHz以上,则应该采用多点接地配置;当然,也可以结合两者的优缺点进行混合使用。

在长时间运行后,每个部分都会逐渐积累一定程度上的故障,因此要定期检查并更新相关硬件/软件以维持最佳性能。

实施合理设计方案,以便有效管理资源并保证每个组成部分都按预定的规程顺利运转。

考虑不同应用需求制定专门化版本,以满足特定的业务需求,比如Profibus2DP就在造纸行业得到广泛应用。

5、本文最后提出了一系列关于如何提高现场总线抗噪能力的手段:

对散热设置必须完善,不仅要确保核心部件不会过热,而且还要考虑周边部件是否会因为温度升高而受到影响,最终牵连到整个系统稳定性问题;

使用加密算法保护数据安全;

定期更新操作手册和培训材料以保持员工技能水平;

建立清晰明确的人员责任体系;

6、一些细节信息:

讨论一下未来如何进一步提升这种工程技术标准,让更多用户接受这种先进技术?

7、一些专业术语解释:

解释一下什么是"空气母"?

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