變頻器對PLC模擬量干擾及用信號隔離模塊克服此類干擾的解決辦法

PLC項(xiàng)目調(diào)試過程中什么七里八怪的問題都有可能遇到，信號干擾就是其中一種，遇到了問題原因還不好查找。今天分享兩個(gè)案例，變頻器對PLC模擬量干擾的例子以及用信號隔離模塊克服此類干擾的解決辦法。

舉例1

現(xiàn)象說明：

西門子PLC中AO點(diǎn)發(fā)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(fā)射器做4-20mA輸出信號源，輸出標(biāo)準(zhǔn)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(dǎo)至模擬量通道所致。

5、為了驗(yàn)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(jù)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(xiàng)

在PLC和變頻器同時(shí)使用的自控系統(tǒng)中，應(yīng)該著重注意以下事項(xiàng)：

1、PLC供電電源與動力系統(tǒng)電源(變頻器電源)分別配置，且PLC的供電應(yīng)該選擇隔離變壓器。

2、動力線盡量與信號線分開，信號線要做屏蔽。

3、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。

4、PLC程序里做軟件濾波設(shè)計(jì)。

5、信號地與動力地分開設(shè)計(jì)。

舉例2

前段時(shí)間看到一個(gè)關(guān)于模擬量干擾問題的分析和解決，在我們實(shí)際運(yùn)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(jī)，負(fù)載為高壓泵。變頻器用施耐德ATV71跟PLC通過DP連接，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(diào)試好后運(yùn)行一周一切正常。廠家走后，開機(jī)忽然出現(xiàn)8號泵，設(shè)定40公斤壓力，實(shí)際值為70公斤。設(shè)定80公斤壓力實(shí)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(xiàn)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(xiàn)場施工難度（控制室距電機(jī)30多米，全部走地下線纜溝）。

并且我認(rèn)為變頻器的諧波干擾應(yīng)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?yàn)轱@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(diǎn)，說自己絕對用的西門子標(biāo)準(zhǔn)PID塊。

百思不得其解。無意中發(fā)現(xiàn)，廠家傳感器負(fù)跟屏蔽層同時(shí)接入到PLC模擬量輸入端的M。拆下屏蔽線后將其接入設(shè)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(fù)極則是傳感器用來輸出4-20mA電流的地方。屏蔽線跟負(fù)極接到一起后，屏蔽線上的感應(yīng)電動勢產(chǎn)生電流一起進(jìn)入了PLC輸入端造成了一個(gè)疊加的電流，從而形成壓力值線性的增加。

結(jié)果運(yùn)行沒2天又出現(xiàn)同樣情況，并且更嚴(yán)重的是其中一個(gè)壓力傳感器拆除了居然還有40公斤壓力，最終檢查發(fā)現(xiàn)PLC輸入側(cè)負(fù)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(diào)試的時(shí)候廠家問我是不是設(shè)備地跟柜子地不在一個(gè)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(xiàn)在想來，應(yīng)該是當(dāng)初每個(gè)傳感器的電流輸出側(cè)都通過屏蔽線連到了一起造成了短路，之后拆除了傳感器側(cè)的地線。由于屏蔽線沒接到一起所以信號正常了。

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審核編輯 黃宇