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张家港弯管机PLC控制系统用户使用时主要干扰源分析

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苏州市张家港市目前是中国弯管机设备的主要制造基地,聚集了上百家弯管机制造厂商,台湾著名的和和弯管机和乔升弯管机都在张家港设有制造分厂,国产弯管机比有名的有江苏合丰机械、张家港新之昊机械等企业,张家港弯管机制造商大部分使用的控制系统为PLC控制器。张家港弯管机厂商也有个别使用PC电脑作为控制系统,按道理在弯管机上应该使用工业电脑级别的电脑系统才比较可靠,但是这些弯管机厂家为了控制成本,使用个人电脑级作为控制单元,这样可想而知,弯管机的稳定性和可靠性就会大打折扣。

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当弯管机厂家选择PLC作为控制单元的时候,也会面临两种选择,是使用大品牌的PLC还是用小品牌的PLC?大品牌的PLC有三菱、西门子、欧姆龙等,小品牌就多了,质量比较好有一些,但是鱼目混珠,差的就更多了,这类PLC的稳定性和可靠性都很糟糕,不在本文讨论范围之内。苏州优伊机器人公司在制造全自动弯管机、缩管机、全自动切管机、自动化生产线时必须选择大品牌PLC控制器,如三菱PLC作为控制单元,保证我们出厂的设备在控制系统方面的可靠性和稳定性。

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即使选择了大品牌的PLC作为全自动弯管机的控制单元,用户现场的工况复杂性,导致全自动弯管机等设备在使用时,依旧会受到各种干扰源的袭扰,这就要求我们的设备工程师在选择使用大品牌PLC的同时,还要考虑弯管机和切管机以及自动化生产线等设备的抗干扰问题。PLC控制系统主要干扰源来自于工业供电系统,工业用电源分布的不合理、功率匹配失衡、大的电磁脉冲是干扰信号进入PLC控制系统的主要途径之一,其主要表现在通过供电线路的阻抗耦合产生。变电所电网干扰窜入PLC控制系统主要通过PLC系统的220伏供电电源、变送器提供的三相工业380伏电源和与PLC系统具有直接电气连接的仪表供电电源等通过线路耦合入。 目前PLC本身的系统的供电电源一般都釆用隔离性能较好的开关电源,而对于变电所提供的电源和与PLC系统有直接电气连接的仪表供电电源功率匹配和平衡往往都没有做好,用户在这方面并没有引起足够的重视。我们有个客户新建设的厂房,开始运行的还比较正常,随着设备的不停迁入,用电功率加大,功率匹配和相位间的功率失衡问题越发突出,导致要求较高的工业机器人和自动化生产线不能正常工作,各种报警信号相继出现,虽然后续采取了一系列措施,包括加装各种稳压电源,加强控制信号端抗干扰的屏蔽措施,依然偶有非逻辑报警信号出现,因此,用户在设置车间配电方面,要充分考虑电网的功率匹配,相位间功率平衡,集中各种大功率用电设备使用单独供电系统,避免所产牛的交流磁场主要的干扰源,尤其是匹配电网内部的各种设备的变化、幵关操作产生的浪涌、大型电力设备的启停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态过程的冲击等会对接入同一个电网的PLC的供电电源造成严重的十扰,严重时甚至会造成PLC 在运行中出现死机和信号乱窜等情况。 所以,用户除了在上述车间电网功率和相位匹配方面外,还要对变送器出来的电源选择分布电容小、抑制带宽(如釆用多次隔离、屏蔽及漏感技术)的配电器,以减小对PLC控制系统的干扰。此外,为保证弯管机和自动生产线的PLC控制系统的供电电源不中断,可釆用在线式不间断供电电源(UPS) 供电,以及前端添加交流稳压器以提高供电的安全可靠性。UPS不间断电源具有较强的干扰隔离性能,是弯管机和自动化生产线PLC控制系统的理想电源。为了抑制大功率设备启动引起的电网电压波动及工频干扰,一般采用隔离变压器和功率交流稳压器,并且进行在线滤波,所有控制信号的屏蔽层均要端头良好接地(大地)工业电网中常常会含有较高的谐波成分,电网负荷大的时候,电网电压的波动也比较大。为了能有效地削弱和消除来电网的干扰信号,应选择高性能的隔离电源以抑制电网干扰,车间的大地接地一定要良好,要达到国标标准,很多客户的干扰问题始终解决不好的原因就是车间大地的接地非常糟糕,不合国标标准。


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