03.07 我們使用的模擬量傳感器容易受干擾怎麼辦?

陸小生okk


看這麼多人答的這麼熱烈,我還是從工控自動化這方面來說一些稍微專業點的減少模擬量容易受到干擾的規避方法,但是因為電磁干擾其實總是存在的,所以只能盡力去減小干擾而不能被消除!

通常模擬量傳感器給出的信號是低電壓的直流電壓或者電流信號,因此其受到電磁干擾的影響度基本和通訊線容易受到干擾的程度差不多!

比較嚴格的廠家出廠的自動化電氣盤櫃,其實有一個EMC(電磁兼容)檢測標準,不過一般的公司都是遵照那些常規的知識,只有在干擾實在無法消除時,就被迫去檢驗每一個地方,或者通過程序中濾波,或者做假信號補償的方法來消除干擾所帶來的數據值不正常的影響!

減小對模擬量信號干擾的方法我簡單說幾點,因為每個廠家的規範可能不同,說一些我記得的且認為有效的:

除了電櫃的良好接地之外,儀表接地,保護接地之外,還應該注意以下9點!

1,電氣櫃內的線槽應該分區規劃,同等電壓等級的可以走相同的線槽,不同電壓等級的應該分槽鋪設!---模擬量的信號電纜需要放在獨立的線槽內,且最好是金屬線槽!

2,電磁閥,繼電器,接觸器等吸合的瞬間會產生會產生一段時間的尖峰脈衝信號,因此最好有浪湧抑制元件配合使用!

3,變頻器設備宜採用濾波,以減小對電網的影響,同時應該放置在電氣櫃外較遠的地方!不應圖省事而將變頻器等裝在電氣櫃內!

4,電氣櫃內的安裝板,不宜使用噴漆的,應該是裸露的給櫃內安裝的電氣元件提供一個較大的接地面!

5,活動的櫃門,等應該用短且粗的接地線讓櫃門和櫃體有良好的連接!

6,模擬量的信號線應採用屏蔽雙絞線,且屏蔽網的接地應該是保證較大面積的接觸面,且屏蔽層單端接地!

7,如果有可能儘量減小模擬量採集設備(模塊)和傳感器之間的電纜長度!

8,像一些電動執行機構的供電電纜和模擬量信號反饋電纜之間的應該有至少20釐米的間隔,最好是金屬橋架獨立鋪設!

9,模擬量採集設備(模塊),應該感性負載保持較遠的安裝距離!


當然,如果有很大電流的電纜橋架鋪設,在規劃模擬量信號的線路橋架鋪設時,也應該有較遠的距離,且應該避免存在交叉點!

就簡單說這麼多了,希望能對大家有所幫助,謝謝!


控制研究控


我們用模擬量傳感器容易受干擾怎麼辦?

模擬量信號已經被廣泛DCS、PLC生產過程控制,由於容易受到外界干擾從而影響控制準確性。


模擬量傳感器有電量傳感器和非電量傳感器之分,電量傳感器一般輸出隔離模擬量信號,非電量傳感器多數輸出非隔離模擬量信號,在生產過程控制中後者容易外界干擾。非電量模擬量傳感器工作電源一般取用自動化系統設備提供的 24V電源模塊,多數是不隔離的,想實現各控制、監測,確保相關設備自動化系統正常運行,干擾問題不容忽視。

從題目說的問題,基本上可判斷是關於非電量模擬量傳感器。什麼是非電量模擬量?有電工基礎的都明白,電流、電壓、功率等都是電量模擬量,在生活中都看到過,水的壓力、流量、水溫、水位等,這些都屬於非電量模擬量,用於檢測非電量模擬量的傳感器稱之為非電量模擬量傳感器。這些傳感器由於接線有2~4線制的,共同點都需外部提供電源,為了保證安全一般用的是24VDC,目前採用最多的供電方式就是利用相關控制系統設備提供24VDC電源,而且這些接線方式的傳感器工作電源及輸出信號均未採用有效的隔離措施,因此有很大的弊病和極有可能導致的危害,因為模擬量沒有有效的隔離,所以它們的測量精度和抗工頻電磁干擾能力大大降低。那麼就要解決問題,個人認為最簡單的辦法把信號隔離器與非電量模擬量傳感器配合應用,這是有益的選擇。

談到信號隔離器,就簡單的說說它的來龍去脈。

信號隔離器從其名稱來看,關鍵字“隔離”,隔離哪些方面?非電量模擬量傳感器輸出信號輸入到信號隔離器,此時信號隔離器的輸入對輸出信號、對地、對電源四端的三重全隔離,且通道之間均有較高的耐壓水平。其次就是信號隔離器的選用,其有變壓器信號隔離器和光電信號隔離器,到底用那種好呢?根據題目說的是模擬量容易受到干擾,那麼就要用抗干擾能力強的信號隔離器,即用光信號電隔離器。至於為什麼要用光電隔離器,那麼把其特點和變壓器信號隔離器進行對比就知道自己要用那種信號隔離器了。變壓器信號隔離器特點;性能穩定、帶載能力強、隔離強度高、使用壽命長。光電隔離器;性能穩定、抗干擾能力強、成本低廉,但使用壽命及隔離強度沒有變壓器信號隔離器好,由此可知,與題目說的問題用光電隔離器是比較適宜的。這兩種信號隔離器在自動控制、監測系統都有大量使用,有效的解決了非電量模擬量傳感器的工作電源及模擬量信號的隔離,提供了工頻抗干擾能力及降低雷擊過電壓的危害,同時也確保了非電量模擬量傳感器的測量精度和系統的安全,如DCS控制系統、PLC控制裝置。

控制系統同樣會引起模擬量干擾,如交流接地與信號接地共用,屏蔽接地和保護接地接在一個地排,以及模擬量信號線屏蔽接地和控制系統及機櫃接地不符合規範等。其次,控制系統的電源負載能力弱,干擾影響大,因為此時控制系統的電源供電穩定性就差。

例如,某次遇到壓力在監控畫面的數據有波動,而且又是無規律的跳變。

此時,分析了下是不是信號線絕緣屏蔽接地不好而引入的干擾嗎?拿著萬用表去檢測銅排與接地網電阻只有0.5Ω,通過數據判斷符合接地技術要求,因此這個無規律跳變與信號線的絕緣屏蔽接地不好沒關係。問題不在這方面,那麼還得繼續查找,此時對信號線進行重新接地,對相應的信號電纜屏蔽層進行單端接地和雙端接地,繼續觀察模擬量信號有無跳變,通過監控畫面觀察故障依然存在。既然把信號迴路接地不好引起的干擾排除,那麼問題出在哪裡了?信號源與工業現場排查,換通道後再看監控畫面,數據還是跳變,但是這可以看出,它的通道和信號基本沒問題的。又叫人檢查信號線與動力線有沒有放在一個橋架,查看也沒有。

後面一番折騰,考慮到模擬量輸入模塊方面,它不是點點隔離的。因為已經判斷模擬量輸入模塊通道沒有問題,估計是其它輸入模擬量引起的干擾,又看監控畫面,發現現場一個用電流變送器引入的信號數據也不對。



估計是不是它的緣故引起的,此時把這塊模擬量輸入模塊的上它的信號迴路拆除,只留下有故障的模擬量輸入,再去監控畫面觀察數據,既然跳變消失了。可以判斷是其它的電流輸入信號引起此模擬量輸入的數據跳變。而那個引起壓力數據跳變的旁邊通道,引入的是電流信號,現場用的是電流變送器,在現場檢查電流變送器,發現它沒有做好接地隔離,這樣就導致其它信號迴路對地產生交流電壓,從而產生干擾的容性電流。因為容性電流不僅干擾了自己通道信號,同時也干擾了它旁邊的信號迴路信號,所以與其它模擬量通道的電流4-20mA疊加,因此導致了壓力信號出現明顯的跳變。

最終收尾工作,把電流變送器的自身接地做好,然後又在機櫃的模擬量輸入模塊的前段加了信號隔離器,這樣故障徹底解除。


Talk工控小白


模擬量傳感器信號傳輸過程中干擾的形成必須具備三項因素,即干擾源、干擾途徑以及對噪聲敏感性較高的接收電路。

影響模擬量傳感器的外界干擾主要有以下幾種:

1、靜電感應干擾

靜電感應是由於兩條支電路或元件之間存在著寄生電容,使一條支路上的電荷通過寄生電容傳送到另一條支路上去,有時候也被稱為電容性耦合。

2、電磁感應干擾

當兩個電路之間有互感存在時,一個電路中電流的變化就會通過磁場耦合到另一個電路,這一現象稱為電磁感應。這種情況在傳感器使用的時候經常遇到,尤為注意。

3、漏電流感應干擾

由於電子線路內部的元件支架、接線柱、印刷電路板、電容內部介質或外殼等絕緣不良,特別是傳感器的應用環境溼度增大,導致絕緣體的絕緣電阻下降,這時漏電電流會增加,由此引發干擾。尤其當漏電流流入到測量電路的輸入級時,其影響就特別嚴重。

4、射頻干擾干擾

主要是大型動力設備的啟動、操作停止時產生的干擾以及高次諧波干擾。

5、其他干擾 主要指的是系統工作環境差,還容易受到機械干擾、熱干擾和化學干擾等等。 通過以上概述,我們瞭解傳感器的干擾來源主要有兩種途徑:一是由電路感應產生干擾;二是由外圍設備以及通信線路的感應引入干擾。我們得仔細分析外界干擾的來源,信號傳輸線路以及敏感程度,做好接地處理和傳感器信號線屏蔽措施,有可能的話遠離干擾源。

模擬量傳感器抗干擾技術

1、屏蔽技術

利用金屬材料製成容器。將需要保護的電路包在其中,可以有效防止電場或磁場的干擾,此種方法稱為屏蔽。屏蔽又可分為靜電屏蔽、電磁屏蔽和低頻磁屏蔽等。

2、靜電屏蔽

根據電磁學原理,置於靜電場中的密閉空心導體內部無電場線,其內部各點等電位。用這個原理,以銅或鋁等導電性良好的金屬為材料,製作密閉的金屬容器,並與地線連接,把需要保護的電路值r其中,使外部干擾電場不影響其內部電路,反過來,內部電路產生的電場也不會影響外電路。這種方法就稱為靜電屏蔽。

3、電磁屏蔽

對於高頻干擾磁場,利用電渦流原理,使高頻干擾電磁場在屏蔽金屬內產生電渦流,消耗干擾磁場的能量,渦流磁場抵消高頻干擾磁場,從而使被保護電路免受高頻電磁場的影響。這種屏蔽法就稱為電磁屏蔽。若電磁屏蔽層接地,同時兼有靜電屏蔽的作用。傳感器的輸出電纜一般採用銅質網狀屏蔽,既有靜電屏蔽又有電磁屏蔽的作用。

4、低頻磁屏蔽

干擾如為低頻磁場,這時的電渦流現象不太明顯,只用上述方法抗干擾效果並不太好,因此必須採用採用高導磁材料作屏蔽層,以便把低頻干擾磁感線限制在磁阻很小的磁屏蔽層內部。使被保護電路免受低頻磁場耦合干擾的影響。這種屏蔽方法一般稱為低頻磁屏蔽。傳感器檢測儀器的鐵皮外殼就起低頻磁屏蔽的作用。若進一步將其接地,又同時起靜電屏蔽和電磁屏蔽的作用。

5、接地技術接地技術

是抑制干擾的有效技術之一,是屏蔽技術的重要保證。正確的接地能夠有效地抑制外來干擾,同時可提高測試系統的可靠性,減少系統自身產生的干擾因素。接地的目的有兩個:安全性和抑制干擾。因此接地分為保護接地、屏蔽接地和信號接地。保護接地以安全為目的,傳感器測量裝置的機殼、底盤等都要接地。信號地線又分為模擬信號地線和數字信號地線,模擬信號一般較弱,故對地線要求較高:數字信號一般較強,故對地線要求可低一些。不同的傳感器檢測條件對接地的方式也有不同的要求,必須選擇合適的接地方法,常用接地方法有一點接地和多點按地。

6、一點接地

在低頻電路中一般建議採用一點接地,它有放射式接地線和母線式接地線路。放射式接地就是電路中各功能電路直接用導線與零電位基準點連接:母線式接地就是採用具有一定截面積的優質導體作為接地母線,直接接到零電位點,電路中的各功能塊的地可就近接在該母線上。傳感器與測量裝置構成一個完整的檢測系統,但兩者之問可能相距較遠。

7、多點接地

高頻電路一般建議採用多點接地。高頻時,即使一小段地線也將有較大的阻抗壓降,加上分佈電容的作用,不可能實現一點接地,因此可採用平面式接地方式,即多點接地方式,利用一個良好的導電平面體接至零電位基準點上,各高頻電路的地就近接至該導電平面體上。由於導電平面體的高頻阻抗很小,基本保證了每一處電位的一致,同時加設旁路電容等減少壓降。因此,這種情況耍採用多點接地方式。

8、濾波技術

濾波器是抑制交流串模干擾的有效手段之一。傳感器檢測電路中常見的濾波電路有Rc濾波器、交流電源濾波器和真流電源濾波器。下面介紹這幾種濾波電路的應用。

1)RC濾波器:當信號源為熱電偶、應變片等信號變化緩慢的傳感器時,利用小體積、低成本的無源Rc濾波器將會對串模干擾有較好的抑制效果。但應該一提的是,Rc濾波器是以犧牲系統響應速度為代價來減少串模干擾的。

2)交流電源濾波器:電源網絡吸收了各種高、低頻噪聲,對此常用Lc濾波器來抑制混入電源的噪聲。

3)直流電源濾波器:直流電源往往為幾個電路所共用,為了避免通過電源內阻造成幾個電路問相互干擾,應該在每���電路的直流電源上加上Rc或Lc退耦濾波器,用來濾除低頻噪聲。

9、光電耦合技術

光電耦合器除了用於做光電控制以外,現在被越來越多的用於提高系統的抗共模干擾能力。當有驅動電流流過光藕合器中的發光二極管,光電三極管受光飽和。脈衝電路中的嗓聲抑制,若在脈衝電路中存在干擾噪聲。可以將輸入脈衝微分後再積分,然後設置一定幅度的門限電壓,使得小於該門限電壓的信號被濾除。

對於模擬信號可以先用A/D轉換。再用這種方法濾除噪聲。我們在使用這些抗干擾技術時要根據實際情況迸行選擇。切不可盲目使用,否則不但達不到抗干擾的目的,可能還會有其他不良影響。


Qi朱哥說


我們使用的模擬量傳感器容易受干擾怎麼辦

1模擬量走線與強電(動力線纜)儘量分開,使用單獨電纜,與PLC的開關信號(高頻脈衝)電纜分開。

2遠離大功率的干擾源,如變頻器,整流櫃等,如果位置、距離有限的話可以採用模擬信號隔離器,隔斷傳感器與干擾源的影響。

3模擬信號分為電壓和電流兩種信號類型,如果傳感器的模擬量線纜較長受到的干擾幾率增大,應減少線纜長度,電壓信號會由於壓降問題導致控制精度,選擇電流信號較好一點同時抗干擾能力較強。

4採用屏蔽線纜,屏蔽層進行接地。

5對傳感器的模擬量信號增加濾波裝置。


工控人


關於你們使用的模擬量傳感器容易受干擾的問題,不知道

①被檢測對象是什麼;

②使用的是那一類傳感器;

③干擾是傳感器在感知被檢測信息時就有的;還是傳感器剛將物理量轉化為電信號時,並沒有被幹擾,而是傳輸過程中感應進來的。

對於問題標的性不明確的提問,只能從原則上分析,並給出改進建議;不過,這樣也好,反倒使得本答案可廣泛地供各類傳感器選用者、使用者參考。對應上述①②③種可能產生干擾的環節,可分別應對如下;如果按照這三項建議措施試驗後,效果仍不明顯,不要緊,最後還給出了第四項建議措施。

(1)在干擾源與被檢測信號源同在的情況下,設法消除或削弱干擾源;

(2)現在,即使檢測的是同一種物理量,也有種類繁多的傳感器,可供選擇與使用,不必吊死在一棵樹上。例如,監測大型儲料罐中料位的高低,可供選擇的方式、或者說可供選擇的傳感器,有聲學法(超聲波傳感器)、光學法(紅外傳感器)、電學法(電阻傳感器、電容傳感器)、力學法(壓力傳感器)等。又如,工廠傳送帶上的成品自動計量、半成品自動計量,可選用聲學法(超聲波傳感器)、光學法(紅外傳感器)、力學法(壓力傳感器)。在檢測可燃性氣體時,如果是打算在有其它可燃性氣體干擾的場合,僅僅檢測某一種可燃性氣體,則可以在氧化錫(可燃性)氣體傳感器、氧化鐵(可燃性)氣體傳感器、鈦酸鍶(可燃性)氣體傳感器、氧化鈦(可燃性)氣體傳感器等諸多傳感器中選擇一種具有針對性、選擇性比較好的可燃性氣體傳感器。在令人眼花繚亂、種類繁多的傳感器選用時,考量的內容包括,傳感器的選擇性(為了避開干擾)、靈敏度、使用時的方便程度、價格成本。

(3)模擬量本身就比數字量容易受到干擾,可否轉換成數字量輸出;有沒有來自電源的工頻(50Hz、100Hz)或中頻(2000Hz)交流乾擾,需不需要將其濾除;傳感器輸出的傳輸線有沒有過長,需不需要屏蔽等。

(4)在以上幾項措施屢試不順的情況下,可以考慮從電路上下功夫,採用主動除擾或被動除擾。主動除擾就是預先提取干擾信息,製作能夠產生與傳感器輸出中的干擾信息同等強度的“偽干擾”電路,使用時將“偽干擾信息”的高低電平反向,通過一個加成電路,與傳感器輸出信號融合,就把傳感器輸出信號中的干擾信息抵消掉了。被動除擾是在電路工作過程中,人為地降低與干擾信息相對應頻率的放大倍數,達到降低干擾的目的。


梁瑞林


干擾往往是外部電路引起

1.分析干擾源,濾除干擾,縮短線距,並作屏蔽處理。

2.更改方案,採用數字傳感器。


通盛智能交通


有干擾可能性,先檢查下面三個地方

接線雙絞要求規範/距離是否合理/傳輸線是不是搞錯

這三個都沒有問題

就要檢查干擾源了


半個電氣自動化工程師


1)更換帶屏蔽層的電源線,但不要超過五米

2)給傳感器外面增加一個法拉第筒


實現夢想192870769


說來說去你們的線路敷設有問題,不規範,設備挺先進線路敷設時絕對有敷衍了事的,去橋架一看便知


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