制丝线西门子DP网络通讯干扰处理.doc

制丝线西门子DP网络通讯干扰处理故障现象: 我公司制丝生产线自动控制系统从2003年设备改造后，频繁出现网络通讯不畅、通讯超时等引起设备故障停机的现象，在很大程度上直接影响到生产的质量和进度。经过前期对网络进行分段管理控制，故障现象有所降低，但还是没有从根本上解决网络通讯超时潜在的故障。原因分析：经过现场勘查和经验总结，以及与西门子技术专家进行沟通论证，确定该故障为系统随机电源或信号干扰引起，变频器起停时产生的谐波较大，对系统信号干扰影响也很大。而且在早期系统改造时，系统接地和线缆敷设对系统可靠性的影响没有得到足够重视，动力电缆和信号线缆没有分开敷设，PROFIBUS-DP总线的屏蔽处理不完善。最后得出以下结论：a) 信号接地不规范，弱电信号抗干扰能力差。b) 由于电源进线没有加装电源滤波器，造成动力电波动干扰较大。c) 由于我车间前期改造属于局部改造，PROFIBUS网络布置单调，造成整体网络抗干扰能力差。d) 由于变频器起停对电网干扰较大，对整个DP电网干扰较大。解决方案：一、PROFIBUS-DP网处理：变频器1进线电抗器变频器20进线电抗器ABCN图1a) 针对变频器产生的较大谐波，对每台变频器加装进线电抗器进行电源滤波；具体结构如图1所示：b) 为主从PLC电源模块配置交流电源滤波器，对PLC供电电源进行滤波；避免电网谐波或电网电压波动对PLC正常工作的影响。具体结构如图2所示： 电源滤波器PLC电源输入电源滤波器PLC电源输入LN图 2c) 为了维护方便，每个滤波器均安装在一个铁板上，具体接线如图3所示：当电源滤波器出现故障时，可将滤波器的输入端断开（即接线端子1、2下端的线），再将电源模块的输入端（即接线端子3、4下端的线）接至接线端子1、2的下方即可。电源滤波器1234PLC或电源模块交流220V输入 滤波输入 滤波输出 图3d) 对各现场控制箱直流24V电源进行滤波，每个滤波器均安装在一个铁板上，具体接线如图4所示：当电源滤波器出现故障时，可将滤波器的输入端断开（即接线端子1、2下端的线），再将电源模块的输入端（即接线端子3、4下端的线）接至接线端子1、2的下方即可电源滤波器1234现场模块直流24V输入 滤波输入 滤波输出 图4图5e) 不改变现有网络拓扑结构，对PROFIBUS-DP线进行远离动力线调整，并对屏蔽层接地处理，减少空间干扰对通讯信号的影响。网络拓扑结构如图5所示： f) 重新布局控制站的动力线、PLC地线、变频器地线、PROFIBUS总线屏蔽线。在配电室外，重新按电器规范标准做接地点，分别引出动力地线和通讯控制网络的接地线。从配电室到主控制室增加桥架，把两条生产线的动力线以及接地线隔离开来，使这两套系统尽可能的减少干扰。对于每条生产线上控制柜和DP箱内的变频器和电机控制器采用就近直接接地（动力地）；PLC控制器的接地点、信号屏蔽层以及DP通讯网络的总线屏蔽层也采用就近直接接地（接通讯控制网络单独的地线）。二、地线处理：a) 地线生成：在车间北边，距离车间1.5米挖一个长宽各1米，深度为1.7米的坑，然后将经过磷化后镀锌的地锚放在下面，然后用工业盐掩埋一定厚度后，再用土混合盐进行掩埋。距地面50毫米处用16mm2的多芯铜线分别将信号地和动力地引出，引出时分别穿铁管，到达墙跟后，距离地面50毫米处打孔，将动力地引入配电柜，将信号地直接引入2号桥架。b) 动力地线架设：在配电柜上安装一个接地排，动力地进入配电柜后接在接地排上，然后由接地排上引出3个动力地：、动力地接配电柜壳体；、动力地和12#站控制柜的动力铠装电缆一起进入1#桥架。、动力地和15#站控制柜的动力铠装电缆一起进入3#桥架。c) 桥架架设：1#、2#、3#桥架尺寸为150*100mm，架设在原有桥架（500*150）的下方，距离原桥架200mm，与原桥架平行架设。桥架架设距离为从配电柜到12#，15#控制柜。1#桥架：动力地和12#控制柜的动力铠装电缆3#桥架：动力地和15#控制柜的动力铠装电缆2#桥架：信号地500mm25mm25mmd) 信号地走线：信号地从2号桥架进入12#控制柜，在12#控制柜安装信号地接线排，一个接通信电缆屏蔽地，另一个为现场控制箱提供地线，此时的信号地为4 mm2的多芯铜线e) 地线施工示意图如下信号地0.5m动力地1.7m1#桥架3#桥架2#桥架配电柜12#控制柜15#控制柜12#