電氣干擾的影響及解決措施

許嘉瑞，許普國

電氣干擾的影響及解決措施

The Influence and Solutions of Electrical Interference

許嘉瑞，許普國

1 前言

大功率設(shè)備的開停，整流柜、變頻器等電力電子設(shè)備的運(yùn)行常常會產(chǎn)生干擾信號，而干擾信號通常無規(guī)律，難以捕捉監(jiān)測，使故障難以排查，影響了設(shè)備的可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。本文試舉幾例，分析干擾的影響，并提出延時、隔離、接地、屏蔽等措施。

2 實(shí)例分析

2.1 A線生料取料機(jī)

秦嶺水泥A線2000t/d生產(chǎn)線生料預(yù)均化采用矩形堆場，取料機(jī)常常無規(guī)律自停，嚴(yán)重時每班自停達(dá)十余次，嚴(yán)重影響著生料磨的運(yùn)轉(zhuǎn)。維修人員多次檢查，發(fā)現(xiàn)取料機(jī)自停后無任何報警，重新開機(jī)后一切正常。因?yàn)樵摍C(jī)對過載、超限位等各個報警信號均有鎖定功能，只有按下復(fù)位按鈕才能解除報警，現(xiàn)在出現(xiàn)無報警自停現(xiàn)象，筆者懷疑是開停機(jī)電路出現(xiàn)了故障，調(diào)取了取料機(jī)的PLC程序，開停機(jī)部分的梯形圖如圖1。

首先運(yùn)行出料皮帶，I8.2接通，將取料機(jī)撥到“自動”檔，I9.1接通，按下“自動啟動”按鈕，I9.2接通，自動停車I9.3是常閉接點(diǎn)，因此M0.0吸合并自鎖，直到按下I9.3停機(jī)。如果出料皮帶I8.2中途停機(jī)，那么取料機(jī)連鎖停。經(jīng)檢查轉(zhuǎn)換開關(guān)I9.1完好，取料機(jī)無報警，那么只有I9.3或者I8.2斷開才能使取料機(jī)停機(jī)。經(jīng)檢查，I9.3和I8.2均帶電，疑是由I9.3或I8.2瞬間抖動引起，為了驗(yàn)證猜想，對PLC程序進(jìn)行修改（圖2）。

圖1 取料機(jī)原程序

圖2 取料機(jī)新程序

將原來的M0.0自鎖改為T199自鎖，T199有0.5s的斷電延時，可以消除I9.3或I8.2的瞬間抖動。同時，增加I8.2的監(jiān)測程序，在T199得電后，只要I8.2瞬間斷開，就會被M12.0鎖定，并通過Q8.0閃爍報警。經(jīng)過監(jiān)測，最終鎖定故障點(diǎn)就在I8.2。出料皮帶控制柜在堆場電力室，來自取料機(jī)上的信號經(jīng)出料皮帶接觸器輔助接點(diǎn)返回取料機(jī)上的中間繼電器，再控制I8.2。由于該電纜長達(dá)二百多米，又經(jīng)過滑環(huán)等，似其受到干擾瞬間抖動，經(jīng)過圖2中的軟件延時消抖處理，較好地解決了該問題。

圖3 直流柜原程序

圖4 直流柜新程序

2.2 A線窯主機(jī)直流柜

有一段時間A線窯主機(jī)直流柜開機(jī)困難，嚴(yán)重時反復(fù)開機(jī)十余次才能啟動，無明顯故障點(diǎn)，檢修也無從下手，給開窯電氣人員帶來較大麻煩。筆者調(diào)取其PLC程序，開機(jī)部分見圖3，當(dāng)外部故障I0.7為“0”時，M0.0被置位，當(dāng)I0.7為“1”時，按下復(fù)位按鈕I0.3，復(fù)位M0.0，開機(jī)脈沖I0.1、備妥I0.6接通即可合閘。

直流柜無法開機(jī)時，PLC的輸入信號均正常，但輸出信號異常。筆者特意錄制了開機(jī)視頻，發(fā)現(xiàn)不合閘時Q0.7指示燈滅，這說明M0.0被置位，但此時I0.7卻是“1”，故懷疑I0.7曾經(jīng)瞬間變過“0”。修改后的程序圖如圖4：開機(jī)脈沖(持續(xù)約10s)I0.1接通后，Q1.1輸出1s的復(fù)位脈沖，對外圍設(shè)備可能存在的故障進(jìn)行復(fù)位，如果復(fù)位成功，I0.7為“1”，1s后T37將M0.0復(fù)位，再過1s，T38接通M0.1合閘。T55對可能作用于I0.7的干擾信號進(jìn)行延時過濾。

新程序消除了I0.7的誤抖動，同時開機(jī)時可同步復(fù)位外部假故障。真正出現(xiàn)外部故障時，M0.0被置位，SM0.5接通Q0.7閃爍報警。新程序的投運(yùn)，較好地解決了開機(jī)困難的問題。

2.3 A線煤磨排風(fēng)機(jī)

A線煤磨排風(fēng)機(jī)新配置了一臺倫茨EVF8233變頻器，剛投運(yùn)時，變頻器面板出現(xiàn)轉(zhuǎn)速給定、轉(zhuǎn)速反饋和電流反饋波動，用萬用表測量給定的4～20mA信號穩(wěn)定，并聯(lián)濾波電容也無效。將給定信號輸入端增加4～20mA隔離器后再無異常。

2.4 水泥散裝庫

卸運(yùn)分廠的21～24號水泥散灰?guī)彀惭b了兩個MOLLER的小型PLC，型號為EASY719，電氣柜一通電，PLC各輸出點(diǎn)就接通，設(shè)備全部啟動。其外圍接線如圖5。觀察EASY的輸入點(diǎn)I6和I11指示燈亮，但“21號遠(yuǎn)控”和“22號遠(yuǎn)控”卻并未接通，用萬用表測量I6和I11對N線的電壓，讀數(shù)為一百多伏。這是由于I6和I11從電力室的L線引出后到達(dá)現(xiàn)場的控制箱，經(jīng)過“灌裝”接觸器輔助接點(diǎn)返回，其線路較長，受到了干擾。于是在EASY輸入端增加了兩個中間繼電器，即“21號遠(yuǎn)控”和“22號遠(yuǎn)控”先接中間繼電器線圈，然后由中間繼電器常開觸頭再進(jìn)I6和I11，此后工作正常。

圖5 散灰?guī)霦ASY接線圖

圖6 皮帶機(jī)EASY接線圖

圖7 包裝機(jī)輸入信號

圖8 包裝機(jī)輸入信號現(xiàn)接口

2.5 A線生料輸送皮帶

A線5號、6號生料輸送皮帶控制柜安裝了一個EASY，開機(jī)后頻繁報警“失速”，外圍接線如圖6所示。

在皮帶機(jī)的尾輪側(cè)面均布四個孔，然后在皮帶架子上安裝一個接近開關(guān)，使開關(guān)對準(zhǔn)其中的一個孔。皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)后，尾輪每轉(zhuǎn)一圈，速度開關(guān)就收到四個脈沖，收不到脈沖即報警“失速”，以防止皮帶打滑。

接近開關(guān)信號與皮帶機(jī)拉繩開關(guān)串聯(lián)后送入EASY的I5和I11，現(xiàn)場檢查各元器件及線路完好，皮帶也無打滑現(xiàn)象。重點(diǎn)監(jiān)測I5和I11，發(fā)現(xiàn)其指示燈有時不閃爍，但接近開關(guān)正常閃爍，懷疑是I5和I11受到干擾。在I5和I11端與N線之間各并聯(lián)一個小指示燈后一切正常。

2.6 回轉(zhuǎn)式包裝機(jī)

卸運(yùn)分廠的兩臺14嘴回轉(zhuǎn)包裝機(jī)出現(xiàn)無規(guī)律甩袋現(xiàn)象。將換下來的控制電路板進(jìn)行模擬測試，無任何異常。懷疑輸入信號受到干擾，輸入信號接線如圖7：三個霍爾式接近開關(guān)S1、S2、S3，分別送入啟動、卸袋位、急停信號到主控制板。筆者對此電路做了簡單修改，增加了RC濾波電路，見圖8，R阻值取7.5K，C值取0.1uF，改動后使用正常。

3 結(jié)語

現(xiàn)場設(shè)備環(huán)境各不相同，抗干擾的能力也不盡相同，上述六個實(shí)例，從電氣原理圖看上去無任何問題，但卻出現(xiàn)各種無規(guī)律的故障，給電氣人員帶來較大困擾。雖然干擾信號難以避免，但是其有一定的共性，表現(xiàn)為：（1）干擾信號脈沖短，可采取增加信號采樣時間，適當(dāng)延時處理的措施，如2.1、2.2和2.6；（2）干擾信號功率小，可采取信號終端隔離或者經(jīng)小負(fù)載接地，如2.3、2.4和2.5。當(dāng)然，采取屏蔽電纜也可以較好地解決干擾問題，不過成本會上升，也無法做到完全杜絕干擾。■

TM.07

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1001-6171（2014）05-0038-03

陜西秦嶺水泥股份有限公司，陜西銅川727100；

2014-01-13；編輯：孫娟