電磁閥&繼電器抗干擾

在熱控調試的過程中,由於電磁閥或繼電器的干擾導致微機板卡通道甚至整個板卡損壞的現象屢見不鮮.隨着微機控制系統的普及,目前無論大小機組的熱控專業都大量地採用計算機控制,而電磁閥和繼電器又是控制設備中不可缺少的控制電器,因此抑制電磁閥或繼電器的干擾對微機控制系統具有極其重要的意義.
  在成套控制系統中,常由可編程序控制器(PLC)或計算機分散型控制系統(DCS)的輸出裝置來控制電磁閥或繼電器,由於種種原因這些輸出裝置(板卡)的抗干擾能力不盡相同,在上電調試之前應對這些迴路進行必要的評估性測試,採取相應的抗干擾措施,杜絕損壞板卡通道或整塊板卡的現象.


1 電磁閥的干擾及抑制措施
  電磁閥按驅動電源分爲直流電磁閥和交流電磁閥.電磁閥是典型的感性負載.接通電磁閥線圈時,鐵心尚未閉合,電感很小,所以交流電磁閥的啓動電流衝擊很大,約爲穩態時電流的6~10倍.雖然此電流的絕對值並不大,一般不至於造成干擾,但必須充分評估輸出板卡的容量是否能承受這種電流衝擊的影響.
  電磁閥斷電時,在線圈兩端和連接導線上會出現很高的浪湧電壓,並伴有衰減的高頻振盪,這是一種很強的瞬變干擾,如果不採取抑制措施,不僅影響開關器件或觸點,也會干擾電子裝置的工作,甚至損壞電子元器件.
1.1 交流電磁閥的干擾抑制
  在施工中接觸最多的是交流220V或交流110V電源驅動的交流電磁閥,除了需抑制切斷線圈時的瞬變干擾外,還需抑制由低壓電源帶來的干擾,常用的方式有以下兩種:
  1 繼電器控制,如圖1所示.採用繼電器控制時,除斷開時的電弧和放電造成干擾外,還有接觸時由於觸點的彈跳現象形成脈衝列式的干擾.


    
  一般應採用RC吸收回路,既能抑制接通和斷開時的干擾,又保護了繼電器的觸點.爲了方便也可以把RC吸收回路並聯在觸點上,以起到保護觸點的作用.但是當連接線過長時,往往在抑制干擾方面起不到應有的作用,這一點通過梅縣電廠Ⅱ期工程和現場試驗已得到證實.
  圖1中,雖然繼電器起隔離作用,但其線圈是易發生干擾的電感線圈,因此輸出板卡與繼電器之間必須採用光電隔離.當控制器某輸出通道有輸出時,該通道的光電耦合器中的發光二極管流過電流而發光,此光線使光電耦合器中的光敏三極管飽和導通,於是繼電器線圈電觸點閉合.由於發光二極管和光敏三極管沒有電氣聯繫,故能實現電氣隔離.
  2 雙向晶閘管控制.該控制方式就是採用固態繼電器或交流無觸點繼電器控制電磁閥,由於雙向晶閘管的關斷特性,此方式只能用於交流電磁閥的控制,如圖2所示.


    
  雙向晶閘管可以直接連接到交流負載迴路,但是爲了避免切斷負載時的干擾,輸出線上感應的干擾及動力電源的共模干擾等侵入控制器內部,仍需用光電在元件與控制器內部實現隔離,同時還要在雙向晶閘管上並聯RC吸收回路來緩衝關斷時雙向晶閘管上的電壓變化.
  因爲電磁閥是感性負載,負載電流滯後於電源電壓,當驅動電壓反相時,負載電流開始減少,經過一段時間後變爲零,此時雙向晶閘管纔開始關斷.但此刻突然加於阻斷的雙向晶閘管上的電壓已很大,由於電壓上升率很大,可能使雙向晶閘管又導通,產生誤動作,甚至損壞,所以必須使用RC吸收回路.
  R和C的數值取決於線路和電磁閥線圈的參數,但對一般應用場合,R爲100Ω,C爲0.1μF即可.C過大和R過小時,雖然能提高抑制效果,但會加大雙向晶閘管關斷時的漏電流,存在電磁閥不能由吸合變爲釋放的危險.
1.2 直流電磁閥的干擾抑制
  圖1所示的方法適合於直流電磁閥,而圖3所示的晶體管控制的方法也比較常用.


     
  當輸出時,光電耦合器接受控制器內部迴路來的輸出信號,發光二極管發光,耦合器的輸出端光敏三極管飽和導通.爲驅動用晶體管提供基極電流,電磁閥閉合.
  由於晶體管關斷時間很短,切斷線圈時的感應電壓很高,所以同樣必須在線圈上並聯RC迴路或者並聯二極管、穩壓管等.
1.3 吸收回路的安裝方法
  RC等吸收回路應如圖4a所示,直接並聯在交流或直流電磁閥線圈的兩端,而不能像圖4b那樣接在電子控制裝置側.原因是現場施工中連接線一般都很長,其分佈參數將影響吸收回路發揮作用.只在線圈處安裝吸收回路也是不夠的,因爲切斷電磁閥時,長連接線的分佈參數在過渡過程中產生的干擾仍會影響控制裝置的工作,最好的安裝方法如圖4c所示,在控制裝置的驅動側配置合適的吸收器件.
 


2 繼電器和接觸器的干擾和抑制措施  
  繼電器和接觸器都是感性負載,所用的干擾抑制措施與電磁閥所採用的措施基本相同.不過從小的控制用繼電器到大負載用的接觸器的容量相差很懸殊.對小的繼電器或接觸器,通常由可編程序控制器或微機直接進行控制,而對大容量的接觸器往往需通過輔助繼電器進行控制.一般情況下,觸點容量30A以下者RC迴路爲470Ω和0.1μF,觸點容量30A以上者,RC迴路爲470Ω和0.47μF.
3 熱控調試過程中應注意的問題
  1 充分了解輸出裝置和電磁閥繼電器的規格形式,確定是否必要增加RC迴路.由於設計不夠細緻或廠家自身原因,電子輸出裝置不具備必要的抗干擾措施,或者抗干擾的能力不強.因此,
通電調試前應仔細覈對有關規格參數,充分評估電子輸出裝置的抗干擾能力.
  2 認真檢查線路的敷設情況,評估因長距離連線而產生的影響.
  3 根據實際情況確定是否增加抗干擾措施及具體實施方法,如上述正確安裝吸收回路法,必要時可以做一些現場試驗.

  4 由於干擾的不確定性,因此對干擾問題必須進行耐心的觀察和評估,切勿掉以輕心,做到一勞永逸.


轉載:

http://bbs.ednchina.com/BLOG_ARTICLE_187771.HTM

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章