PLC現場干擾問題淺析

本人在自動化行業工作多年，碰到過各種各樣的現場干擾問題。在這里將碰到過的各種各樣的問題進行分類歸納,找出解決問題的辦法。希望對同行有所幫助。

《孫子兵法》是中國古典軍事文化遺產中的璀璨瑰寶，是中國youxiu文化傳統的重要組成部分。到現代依然有其非常豐富的內涵，為各行各業人所推崇。也為本人所愛，“兵者五事，一曰道二曰天三曰地，四曰將五曰法”意指：用兵有五件事重要，兵法、天時、地利、將才、軍法。借用到此分別指：現場干擾原理、管線、接地、人才、技術規定。此文依此次序對現場干擾及處理做一探討。

一道

必須知道引起現場干擾的源頭。所謂治bing先治本，找出問題所在，才能提出解決問題的辦法。二天

信號線、通訊線等線的品質及布線方法是工程中兩個關健要素，若選材不當、布線凌亂會出現各種各樣不可預測情況，使系統調試無法運行，解決問題相當困難，有時要換線，有時線路要重布，在施工現場重做這些困難重重。是為先天不足、后天困難。

三地

現場對信號線干擾，產生數值漂移、不穩定、亂動作、損耗等等現象均與接地有關。在系統工程中接地處理不好，直接影響到系統穩定性及可靠性。所以接地問題至關重要。

四將（設計）

自動化工程需要的知識，豐富的經驗。一個好的設計、好的施工，后面調試才能順利進行，而這些都需要的知識和經驗的累積。

五法（技術）

一個自動化系統工程包括儀表、現場、PLC、通訊及上位組態，各個部分都關系到系統的成功與否，缺一不可

壹、道--基本原理

現場引起干擾的原因很多，要解決干擾問題，須先找出引起干擾的原因，再針對問題進行解決。有些干擾可以事后想補求辦法，有些干擾事后解決就會非常麻煩。象布線一般在施工時就有要求，否則在現場重新布線存在很大的困難，有時候根本就不允許。

變頻器維修技術系列之電壓保護

1、 過電壓保護

產生過電壓的原因及處理方法：

① 電源電壓太高

② 降速時間太短

③ 降速過程中，再生制動的放電單元工作不理想，來不及放電，請增加外接制動電阻和制動單元

④ 請檢查放電回路有沒有發生故障，實際并不放電；對于小功率的變頻器很有放電電阻損壞

2、 欠電壓保護

產生欠電壓的原因及處理方法：

① 電源電壓太低

② 電源缺相；

③ 整流橋故障：如果六個整流二極管中有部分因損壞而短路，整流后的電壓將下降，對于整流器件和晶閘管的損壞，應注意檢查，及時更換。

變頻器在各領域得到了廣泛應用。變頻器構造復雜，涉及知識面較廣，故障種類千奇百怪，維修難度較大。維修人員要想快速地提高維修水平，不但要有一定的理論基礎，而且還必須掌握一定的實用方法。

利用變頻技術對交流電機進行調速不僅在性能指標上遠超過傳統的直流調速，而且在諸多方面都優于直流電動機調速。因此，在各個領域，變頻器都得到了廣泛的使用。然而變頻器中同自然界中的萬事萬物一樣，存在著老化和壽命期限的問題，在長期的運行過程中變頻器中的元器件不可避免地會因為各種原因出現這樣或那樣的故障。

快速地對變頻器進行修復不是一件容易的事情，它所涉及知識面較寬、性也比較強。維修人員要想快速地提高維修水平，不但要有一定的理論基礎，而且還必須有大量的實踐經驗。筆者結合幾個具體的維修案例，介紹幾種變頻器維修實用方法。

1 逐步縮小法

所謂逐步縮小法，就是通過對故障現象進行分析、對測量參數做出判斷，把故障產生的范圍一步一步地縮小，后落實到故障產生的具體電路或元器件上。它實質上是一個肯定、否定、再肯定、再否定，后做到肯定（判定）的判斷過程。

例如一臺變頻器通電后，發現操作盤上無顯示。首先判斷肯定是無直流供電（可用萬用表測量其直流電源電壓），進一步檢查，發現高壓指示燈是亮的（測量PN電壓進一步證實），否定主回路高壓電路的故障，肯定了開關電源中給操作盤供電的一路電源有問題。測該路電源的交流電壓正常，無直流輸出，又無短路現象，就可以斷定是該電源電路的整流管損壞。這個例子采用的是典型的逐步縮小法。它的整個過程就是通過分析和參數測量，判斷、肯定、否定幾個回合，后確定是整流管損壞。

2 順藤摸瓜法

所謂順藤摸瓜法就是根據變頻器工作原理，順著故障現場，沿著信號通路，逐步深入，直達故障發生點，終尋找到故障產生部位的一種方法。

例如一臺變頻器輸出電壓三相不平衡。這種故障顯然是由2種可能性造成的。一種可能是逆變橋內6個單元中至少有1個單元損壞（開路），另一種可能是6組驅動信號中至少有1組損壞。假設已確定有1個逆變單元無驅動信號，進一步確定驅動電路中故障的產生部位，可采用順藤摸瓜法來尋找。具體到這個例子，可從上而下地查，即從驅動信號的源頭，也就是CPU的輸出端起往下查。

CPU輸出有信號時檢查光耦輸入端有無信號，若無信號，則CPU到光耦輸入端有斷線現象。若有信號，則要檢查光耦輸出端，查看光耦輸出端有無信號。若無信號，則表明光耦損壞。若有信號，則再檢查放大電路的輸入端和輸出端，若輸入端有信號而輸出端無信號，則表明故障產生在放大電路，或放大管或相關元器件損壞。然后進一步落實就很容易了。

矢量變頻器技術是基于DQ軸理論而產生的,它的基本思路是把電機的電流分解為D軸電流和Q軸電流,其中D軸電流是勵磁電流,Q軸電流是力矩電流,這樣就可以把交流電機的勵磁電流和力矩電流分開控制,使得交流電機具有和直流電機相似的控制特性,是為交流電機設計的一種理想的控制理論,大大提高了交流電機的控制特性.不過目前這種控制理論已經不僅僅應用在交流異步電動機上了,直流變頻電動機(BLDC,也就是永磁同步電動機)也大量使用該控制理論.

矢量與向量是數學上矢量（向量）分析的一種方法或概念，兩者是同一概念，只是叫法不同，簡單的定義是指既具有大小又具有方向的量。矢量是我們(大陸)的說法,向量的說法一般是港臺地區的文獻是用的.意義和"布什"和"布希"的意思大致一樣.矢量控制主要是一種電機模型解耦的概念.

在電氣領域主要用于分析交流電量，如電機分析，等，在變頻器中的應用即基于電機分析的理論進行變頻控制的，稱為矢量控制型變頻器，實現的方法不是唯y的，但數學模型基本一致。

1　引言 　　交流電機矢量控制理論是德國學者K Hass和FBlaschke建立起來的，作為交流異步電機控制的一種方式，矢量控制技術已成為變頻調速系統的s選方案交流電機的矢量控制技術是基于交流電機的動態模型，通過建立交流電機的空間矢量圖，采用磁場定向的方法將定子電流分解為與磁場方向一致的勵磁分量和與磁場方向正交的轉矩分量，并分別對磁通和力矩進行控制，而使異步電機可以像他勵直流電機一樣控制。隨著計算機技術飛速發展，功能強大的數字信號處理器（DSP）的廣泛應用使得矢量控制逐漸走向了實用化。

DSP按數據格式可分為DSP和浮點DSP兩類?？紤]到價格原因，早期的矢量控制器多采用DSP，而浮點數運算要經過軟件處理，因此增加了軟件的復雜性。隨著浮點DSP性價比的提高，更多的矢量控制器將采用浮點DSP。而要完成電機的控制，PWM調制必須進行優化設計。在這種情況下，一個DSP很難完成矢量控制器和優化的PWM調制兩項工作，需要雙機協同工作才能完成的矢量控制系統。本文基于TI公司的浮點DSP芯片TMS320VC33和TMS320F240設計了雙微機結構的矢量控制系統。TMS320VC33主要完成矢量控制計算，發揮它浮點數運算快的特點，而TMS320F240用硬件實現PWM調制功能。本文給出一全數字化的雙DSP矢量控制系統，并在1．5kW籠型異步電機上進行了實驗，取得了良好效果。

2　矢量控制的原理 　　矢量控制技術通過坐標變換，將三相系統等效變換為M－T兩相系統，將交流電機定子電流矢量分解成兩個直流分量（即磁通分量和轉矩分量），從而達到分別控制交流電動機的磁通和轉矩的目的，因而可獲得與直流調速系統同樣好的控制效果。

3　系統組成及設計 　　基于雙DSP矢量控制的三相籠型異步電機驅動系統的系統電路結構圖，該變頻器采用交直交電壓型結構和SVPWM脈寬調制方式。系統由三相整流器、濾波電容、電壓型逆變器、逆變器驅動電路、三相籠型異步電機和雙DSP控制系統構成。

其中雙DSP控制系統由VC33子系統，F240子系統和數據交換單元三部分構成。矢量控制以VC33芯片為核心，用來完成矢量控制核心算法，及兩相電流檢測。F240主要完成三相PWM波形生成，電機測速及過壓保護功能。數據交換部分采用雙端口RAM，可使兩個DSP芯片迅速、方便地交換數據，增強了雙DSP系統的并行處理能力。

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