現場案例

PLC與變頻器的模擬量干擾處理實例

發表時間:2019-04-08

實例(一)

現象說明:西門子PLC中AO點發出一路4-20mA電流控制信號,輸出至西門子變頻器,無法控制變頻器啟動。

 

故障查找

1、疑似模擬量輸出板卡問題,用萬用表測量4-20mA輸出信號,信號是正常的!

2、開始懷疑是變頻器控制信號輸入端有了問題,換了一臺同型號變頻器,問題仍然如此。

3、用一臺手持式信號發射器做4-20mA輸出信號源,輸出標準電流信號至變頻器,這下變頻器啟動了,因而我們排除了模擬量輸出板卡和變頻器的故障。

4、由此推測是變頻器的干擾信號傳導至模擬量通道所致。

5、為了驗證,在PLC模擬量4-20mA輸出通道中加裝了一臺信號隔離模塊TA3012,TA3012的輸入端子5、6接模擬量輸出模塊,輸出端子1、2端子接變頻器,3、4端子接外部24VDC供電電源,變頻器正常啟動了。

6、據此斷定,問題的根源在于變頻器干擾模擬量通道所致。

 

注意事項

在PLC和變頻器同時使用的自控系統中,應該著重注意一下事項:

PLC供電電源與動力系統電源(變頻器電源)分別配置,且PLC的供電應該選擇隔離變壓器;

動力線盡量與信號線分開,信號線要做屏蔽;

無論是模擬信號輸入還是模擬信號輸出,模擬量通道一律使用信號隔離模塊;

PLC程序里做軟件濾波設計;

信號地與動力地分開設計。

 

實例(二)

前段時間看到一個關于模擬量干擾問題的分析和解決,在我們實際運用中會碰到很多類似的問題。和大家一起分享: “車間有10臺250KW電機,負載為高壓泵。變頻器用施耐德ATV71跟PLC通過DP聯接,PLC使用的西門子300,壓力變送器為西門子,變送器到PLC為4-20mA模擬量,中間使用屏蔽線輸入。

 

調試好后運行一周一切正常。廠家走后,開機忽然出現8號泵,設定40公斤壓力,實際值為70公斤。設定80公斤壓力實際值為110公斤。剛開始懷疑傳感器故障,替換到其他泵上一切正常。之后變頻器全開,3,4,5,6,7,9,10號泵也出現類似問題。推測為壓力傳感器受到變頻器干擾造成。廠家建議增加金屬管屏蔽。但是考慮到現場施工難度(控制室距電機30多米,全部走的地下線纜溝)。并且我認為變頻器的諧波干擾應該是壓力值上下波動,很少見到有干擾造成呈線性增大的。剛開始懷疑廠家程序有問題,因為顯示屏這邊始終顯示的壓力值是40公斤,但是變頻器卻輸出70公斤的頻率。廠家不同意該觀點,說自己絕對用的西門子標準PID塊。

 

百思不得其解。無意中發現,廠家傳感器負跟屏蔽層同時接入到PLC模擬量輸入端的M。拆下屏蔽線后將其接入設備的地后故障消除。 推測:2線制傳感器,正極有PLC提供24V電壓,負極則是傳感器用來輸出4-20mA電流的地方。屏蔽線跟負極接到一起后,屏蔽線上的感應電動勢產生電流一起進入了PLC輸入端造成了一個疊加的電流,從而形成壓力值線性的增加。 結果運行沒2天又出現同樣情況,并且更嚴重的是其中一個壓力傳感器拆除了居然還有40公斤壓力,最終檢查發現PLC輸入側負極剝線剝長了,相互之間短路了,造成其他通道的信號串出來了。這才想起來,剛開始調試的時候廠家問我是不是設備地跟柜子地不在一個地上。壓力傳感器屏蔽線2端接地后,干擾還特別厲害。都無法顯示。我也沒多想隨口來了句,單端接地。之后他們說好了。現在想來,應該是當初每個傳感器的電流輸出側都通過屏蔽線聯到了一起造成了短路,之后拆除了傳感器側的地線。由于屏蔽線沒接到一起所以信號正常了。

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