变频器对PLC模拟量4~20 mA信号的干扰,主要通过屏蔽与疏导加以解决,常用措施如下。
1. 将两只0.47 μF、100 V的CBB电容串联,中间连接处接地,两端并联在信号处。
2. 在变频器等强磁场干扰环境下,屏蔽层宜采用两端接地。一端接地时屏蔽层电压为零,可显著减小静电感应电压;两端接地时,电磁感应在屏蔽层上产生一个纵向感应电流,该电流产生与主干扰相反的二次场、抵消主干扰场的作用,显著降低磁场耦合感应电压。此时外部强磁场干扰是主要矛盾,应优先解决。
3. PLC供电电源与动力系统电源(变频器电源)分别配置,且PLC供电宜采用隔离变压器。
4. 动力线尽量与信号线分开敷设,信号线应加屏蔽。
5. 无论模拟量输入还是输出,模拟量通道一律使用信号隔离模块。
6. 在PLC程序中做软件滤波设计。
7. 信号地与动力地分开设计。
案例分析:西门子PLC的AO点发出一路4~20 mA电流控制信号至西门子变频器,变频器无法启动。故障排查如下。
(1)疑似模拟量输出板卡故障,用万用表测量输出信号正常;(2)怀疑变频器控制信号输入端故障,更换同型号变频器后问题依旧;(3)用手持信号发生器输出标准4~20 mA信号至变频器,变频器正常启动,从而排除输出板卡与变频器故障;(4)据此推测干扰由变频器传导至模拟量通道所致;(5)为验证,在PLC模拟量输出通道中加装一台信号隔离模块TA3012:其5、6端子接模拟量输出模块,1、2端子接变频器,3、4端子接外部24 VDC电源,变频器正常启动;(6)由此断定故障根源为变频器干扰模拟量通道。