现场总线技术揭秘抗干扰之谜解锁造纸机械的高效运行

  • 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。它占据造纸车间总负荷的三分之一以上,通过高速开关IGBT等大功率电力电子元件产生高频电磁波,并且在整流和逆变过程中产生大量高次谐波,这些不仅污染了整个车间,还对工频电网造成影响。 (2)变压器、MCC柜、电力电缆和动力设备,这些都是工频控制工程网络的关键部分,它们在低频率下工作,对周围环境的干扰较小

现场总线技术揭秘抗干扰之谜解锁造纸机械的高效运行

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。它占据造纸车间总负荷的三分之一以上,通过高速开关IGBT等大功率电力电子元件产生高频电磁波,并且在整流和逆变过程中产生大量高次谐波,这些不仅污染了整个车间,还对工频电网造成影响。 (2)变压器、MCC柜、电力电缆和动力设备,这些都是工频控制工程网络的关键部分,它们在低频率下工作,对周围环境的干扰较小,但当它们启动时会产生暂态干扰。特别是动力设备启动时,瞬间电流可达额定值6至12倍,从而引发强烈的暂态干扰现象。 (3)来自工频电源的干扁问题。当工频波形畸变或高次谐波未被隔离或滤除,它们便会进入控制系统,影响现场总线信号质量。 (4)导线接触不良导致的火花和弧光。这类微弱但持续不断的地磁场分量可以长时间地存在于现场总线中,对信号传输造成影响。 (5)三相供电不平衡及屏蔽层接地环流。此种情况下,由于屏蔽层与真空之间形成了一条新的路径,使得外部环境中的噪声能够直接进入到现场总线。

2、干扰传播途径深入分析 (1)通过导线进行传导。在现场总线中,其主要表现为地线阻抗以及来自工频供能源头的问题。一旦这些问题没有得到妥善处理,便可能导致严重的问题发生。例如,一些制造商为了降低成本而使用了非标准尺寸的地面板,这将进一步增加地面板上的阻抗,从而加剧了这种问题。

(2)辐射方式。在空间中,以辐射形式扩散,是另一种常见的情况。不幸的是,即使是在远离主干道的地方,也难以避免这种类型的情形,因为它可以穿透墙壁并在空气中迅速扩散。

3、构建有效防护措施体系 (1)采取物理距离法规避:远离那些最具潜力的来源——如动力设备和大型電缆——其效应随距离平方成反比减弱,因此保持一定距离能够显著减少杂音水平。

(2)利用金属屏障来消除或衰减无害化:这里我们讨论的是两种不同的现象。一方面,当外界强烈振荡给金属表面施加涡旋,那么原有的磁场就会被抵消;另一方面,无害化作用则涉及到反射损耗(即回潮),以及在金属内体积过渡过程中的吸收损耗。这一策略依赖于由导通材料制成的保护层,以及适当连接到接地点上,以切断各种来源。

(3)选择稳定的UPS或者隔离变压器来预防来自基准供能网络本身的问题,如脉冲或其他异常浪涌活动,从而确保数据链路安全性不会受到意外事件破坏。

(4)"光"明之战: 在无法实现物理介质完全绝缘的情况下,或许采用光纤作为通信媒介更为理想,因为它提供了更好的保护功能,同时对于辐射式和传导式噪声都有很好的抑制效果。此外,在共享同一位置但不同目的端点之间使用光纤尤其重要,因为这可以有效解决因接地差异所引起的一系列困惑,如静止环流现象,而尤其是对于需要精确同步操作如驱动装置与调节柜之间进行交流信息时,此策略非常关键。

(5),选用合适零件: 许多现代驱带设计采用双向整流方案,可以有效消除一些特定的谐振效应; 另一方面,将输送控制单元与转子箱子之间所需贯穿敷设布局要求遵循标准规范,以确保所有项目均符合规定并按计划运行.

4、高效实施良好接地方法 高品质的地面参考点对保障人员安全及抑制任何形式噪声至关重要。在图1中展示了一种典型工作地点配置示例,其中单点连接意味着所有相关组件都联通同一个固定的参考节点,有利于简化维护管理同时也提高系统响应速度。但是,如果考虑到了高频范围内可能出现的问题,则需要考虑多点配置方法,该方法允许各个区域建立独立的地面路径以最大限度缩短每个节点与最近固定参考节点之间长度从而降低信号延迟并提升性能

最后,我们要提醒读者注意,在某些特定应用领域(比如Profibus DP)发展迅速且广泛应用于造纸行业的一种特殊技术,如Profibus DP,它支持9.6 kbps 和19.2 kbps 的通信速率。如果你正在寻找一个既具有高度灵活性又能满足快速数据交换需求的地方,那么这样的技术就非常有价值,不仅因为它们优雅,而且因为它们具有极致可靠性。此类解决方案通常包括诸如“自我诊断”能力,以及“自动重新设置”功能,用以增强用户体验并减少故障次数,进一步提高生产效率。

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