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电气自动化工控系统信号干扰

随着科学技术的发展，DCS/PLC等自动化设备在工业控制中的应用越来越广泛。这类控制系统的可靠性直接影响到工业企业的安全生产和经济运行，系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键。

自动化系统中所使用的各种类型DCS/PLC等自动化设备，有的是集中安装在控制室，有的是安装在生产现场和各种电机设备上，它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。要提高这类控制系统可靠性，必须消除各种干扰才能有效保证系统可靠运行。

PLC/DCS控制系统中电磁干扰的主要来源

1.来自空间的辐扰空间的辐射电磁场（EMI）主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的，通常称为辐扰，其分布极为复杂．若PLC/DCS系统置于射频场内，就会收到辐扰，其影响主要通过两条路径；一是直接对DCS/PLC内部的辐射，由电路感应产生干扰；二是对DCS/PLC通信网络的辐射，由通信线路的感应引入干扰．辐扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场大小，特别是频率有关，一般通过设置屏蔽电缆和系统局部屏蔽及高压泄放元件进行保护．

2.来自系统外引线的传导干扰

主要通过电源和信号线引入，通常称为传导干扰．这种干扰在我国工业现场较严重．

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变频器的基本控制回路

同外部进行信号交流的基本回路有模拟与数字两种：

①4～20mA电流信号回路(模拟)；1～5V/0～5V电压信号回路(模拟)。

②开关信号回路，变频器的开停指令、正反转指令等(数字)。

外部控制指令信号通过上述基本回路导入变频器，同时干扰源也在其回路上产生干扰电势，以控制电缆为媒体。

2)干扰的基本类型及抗干扰措施。

①静电耦合干扰：指控制电缆与周围电气回路的静电容耦合，在电缆中产生的电势。

②静电感应干扰：指周围电气回路产生的磁通变化在电缆中感应出的电势。干扰的大小取决干扰源电缆产生的磁通大小，控制电缆形成的闭环面积和干扰源电缆与控制电缆间的相对角度。

③电波干扰：指控制电缆成为天线，由外来电波在电缆中产生电势。

④接触不良干扰：指变频器控制电缆的电接点及继电器触点接触不良，电阻发生变化在电缆中产生的干扰。

⑤电源线传导干扰：指各种电气设备从同一电源系统获得供电时，由其它设备在电源系统直接产生电势。

⑥接地干扰：指机体接地和信号接地。对于弱电压电流回路及任何不合理的接地均可诱发的各种意想不到的干扰，比如设置两个以上接地点，接地处会产生电位差，产生干扰。

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变频器输出方波电压的技术

这个就是PWM技术。PWM(pulse width modulation)脉冲宽度调制

就是利用三角波（载波），然后把正弦波（信号波，调制波）调制到这个载波上面。经过这么一调制，就可以得到一个宽窄有规律的方波信号。这个过程就是叫PWM。

具体地说：以信号的正半周为例，信号波与载波有一系列的相交点，在相邻相交点之间，如果信号波的信号大于载波，调制的输出信号为1。反之，则输出0。后就得到一系列的红色方波信号。

得到这个信号后，经过放大器放大，信号强度增强。就可以用这个放大的信号去驱动IGBT的栅极(G)。IGBT的栅极就会按这个信号的时序将CE极之间进行关断操作。

结合一个单相的IGBT逆变电路：

在信号的上半周，接到1和4的栅极上，那么R上就会有向下的电流通过。

在信号的下半周，接到2和3的栅极上，那么R上就会有向上的电流通过。

电阻R上的电压和电流的波形和那个调制信号的波形一样。它们频率就和信号波的频率一样。

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配电室设备

配电室设备布置图：我们经常会被问到多大的变压器需要多大的配电室才能放得下?设备的布置需要重点考虑后期维护设备进出通道问题，高、低压柜、直流屏和变压器设备的侧面及后面的通道不得小于0.8米，正面通道少不得小于1.5米。我们可以通过这个规范来确定配电室的大小。

配电室土建要求平断面图：主要用于土建施工中，高压柜基础一般要求电缆沟与控缆沟不能共用，设备基础梁一定要做钢筋圈梁，要能承受设备的重量。

配电室照明系统图：图纸用于照明安装施工中，配电室照明部分主要要知道设备正上方不能安装照明灯，控制开关在前、后门安装双控开关。配电室要设置应急照明，应急照明时间不低于2小时。

配电室接地系统图：图纸用于配电室接地安装施工中，配电室接地系统与大楼主体接地连接点不少于两处。配电室沿墙敷设一圈接地扁铁，敷设高度0.3米。电力设备槽钢基础与接地系统焊接点也不得少于两处，变压器中性点需单独引接地扁铁与接地网焊接。

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