【TWINHOW推好高质量发展科技观察：工业自动化中的工业现场总线的干扰问题】

在现场总线控制系统中，依据行业工艺不同、系统结构不同、类型设备不同、运行环境不同等众多因素，具体的干扰问题也是五花八门。各种各样的干扰极易引发通信故障，因此通过一些直接有效的手段去提高系统的抗干扰能力，对于保障生产是非常有必要的。

 

 

博森泰克：工业自动化中的工业现场总线的干扰问题

 

 

众所周知，无论是在工厂控制领域还是过程控制领域，干扰是每个工控人绕不开的永恒话题，可以说，如果从事工业自动化现场的系统维护工作，干扰问题可能会迟到，但绝不会缺席。
什么？你还没有遇到过？那你的幸运基本上已经超过90%的维护工程师！


事实上，所谓的“干扰问题”只是一个笼统的说法，作为一个复杂的综合性问题，其中涉及到的相关技术非常广泛，值得深入探讨。今天，我们就先浅聊一下关于现场总线应用中的“干扰问题”。
在现场总线控制系统中，依据行业工艺不同、系统结构不同、类型设备不同、运行环境不同等众多因素，具体的干扰问题也是五花八门。各种各样的干扰极易引发通信故障，因此通过一些直接有效的手段去提高系统的抗干扰能力，对于保障生产是非常有必要的。


SOURCE
造成总线控制系统干扰的一些原因


根据多年的排故经验我们发现，对于现场总线系统来说，常见的干扰来源有以下几种:

电缆混绞导致的干扰
我们在排故的过程中经常会发现，现场电源线缆与信号传输线缆距离很近甚至混绞在一起的现象。
电力线缆周围有比较强烈的电磁环境，极有可能造成通讯的不稳定。



来自储能负载的干扰
在控制系统中，往往有很多具备储能特性的负载，如果没有加装信号隔离装置或者浪涌吸收器，在一些特定情况下会产生较大的反电动势，对系统通信信号造成影响。



接地不规范引起的干扰
PLC控制柜与大地之间存在着电位差,不规范的接地系统会因为这种电位差而引起干扰。


电网波动导致的干扰
在电网负荷发生变化的情况下，如大型设备启停引起的谐波，会对电网质量产生影响，严重时会影响到总线系统的正常通信。




SOLUTION
总线控制系统干扰问题的一些应对方法


依据干扰产生的原因，避免干扰的影响可以从通过规范化施工来避免干扰产生和提高系统抗干扰能力两方面入手。

其中，系统安装实施的规范包括：
系统线缆敷设的规范性
电缆的作用是传递信号，但是其本身也有可能会成为干扰源，或者在受到干扰之后成为干扰信号的传导介质。

为了避免这样的情况发生，通常需要依据线缆类型进行部署。
在工业环境下可以将线缆分为：敏感信号线、不敏感信号线和低干扰电位线、强干扰信号源线和大功率电源线。


不同种线缆分开布置，中间隔开适当距离，不同线缆之间分开进行屏蔽。

正确规范的接地和屏蔽系统
接地在EMC方面的功能在于消耗干扰电流、阻止耦合。

一般建议在PROFIBUS中使用多点接地：


在参考导体中使用这种接地方法的优点在于：高频情况下，接地系统具有较低的电位差。



在干扰情况较为严重的环境下，为了进一步提高系统的可靠性，还可以根据不同的现场条件和应用需求，来选择适当的增强手段来提高系统的抗干扰能力。
例如选择增加信号中继器、浪涌吸收器、光纤来增强电磁环境下信号传输的可靠性和稳定性。
PROCENTEC B5 和T1，是针对这一问题的完美CP：B5集成中继器、集线器、分支器、隔离器功能，缩小了可能出现的故障范围，同时具备冗余通道和报警触点，极大地提高了PROFIBUS网络的可靠性。
T1具备浪涌吸收功能，用于消除反射波。


电流隔离和冗余通道进一步将PROFIBUS网络可能受到的干扰影响降低到最小。
更进一步，PROCENTEC的集成光电转换、中继器、集线器、分支器、隔离器功能的B4FO2，实现创建光纤主干网络结构的同时，优化电信号端的网络结构，非常适用于有强烈电磁干扰的环境和远距离信号传输。



总的来说，虽然干扰并不是一个简单的问题，但是只要通过专业的检测明确具体的发生原因，并制定针对性的解决方案，也并非无法克服。