Основным видом носителя информации в современных АСУ ТП является электриче­ский ток. В то же время трудно назвать тех­нологический процесс, в котором в том или ином виде не используется электроэнергия. Информационные сигналы автоматизированных систем управления, как правило, слаботочные, а для работы машин используют­ся сильные токи. Сочетание этих факторов выдвигает необходимость учитывать влия­ние электроустановок на элементы АСУ ТП и сигналы, циркулирующие в них. Такие ме­шающие воздействия принято называть по­мехами автоматизированных систем управления.

В общем случае помеху автоматизированных систем управления можно предста­вить как посторонний сигнал, вносящий искажения в передаваемое сообщение систем управления технологическими процессами. Если полезный сигнал автоматизированных систем управления и помеху предста­вить как функцию времени S(t) и Q(t), то результирующий сигнал, полученный при их. В случае имеем аддитивную поме­ху, а в случае — мультипликативную.

В обобщенном виде можно считать, что аддитивная помеха систем управления технологическими процессами вызывается внешними по отношению к рассматриваемой системе ав­томатизации факторами (нестационарными процессами в питающей сети, возмущениями электромагнитных полей, атмосферными разрядами и т. п.), а мультипликативная — случайными изменениями характеристик эле­ментов самой системы (неоднородностью ха­рактеристик канала передачи, физическими явлениями в приборах систем управления технологическими процессами, такими как дробовой эффект, контактные термо- и гальвано-ЭДС, и т. п.).

Нестационарные помехи систем автоматизации описываются случайными функциями времени и подразде­ляются на флюктуационные и импульсные. Флюктуационные помехи образуются при наложении значительного числа следующих один за другим импульсов, причем каждый последующий импульс возникает до исчезно­вения переходного процесса, вызванного предыдущим. Импульсные помехи — это по­следовательность импульсов произвольной формы, амплитуды и длительности которых изменяются по случайному закону, причем длительность импульсов в совокупности с их переходными процессами меньше интерва­лов времени между смежными возмущения­ми. Деление помех систем автоматизации на флюктуационные и импульсные достаточно условно и опреде­ляется прежде всего полосой пропускания приемника информации систем автоматизации.

Регулярные помехи систем автоматического управления представляют собой модулированные или немодулированные гармонические колебания. В условиях про­мышленных предприятий — это синусои­дальные колебания частотой 50 Гц и более высоких составляющих.

Характер помех систем автоматического управления определяется электриче­скими параметрами цепей, по которым про­текает ток помехи: электрической емкостью, индуктивностью, сопротивлением или прово­димостью изоляции. Будем называть поме­хи, определяемые преимущественно емкост­ной связью, электрическими. При этом токи помех систем автоматического управления зависят от емкости между токопрово­дящими элементами (межобмоточные, меж­ду жильные и т. п. емкости) и между токо­проводящими элементами и землей.  Емкости связи входного транс­форматора, емкость связи силового трансформатора и емкость корпуса при­бора относительно земли системы определяют напряжение помехи, которое че­рез трансформатор, приложенного к входу усилителя. Электромагнитные помехи систем автоматического управления вызы­ваются ЭДС, наведенной внешним полем.

Например, внешнее электромагнитное поле приводит к образованию напряжения на про­водах от датчика ТП (термопара) к вторич­ному прибору (входной усилитель). Кондуктивные помехи зависят от проводимостей изоляции токопроводов (соединительные провода, обмотки) и изоляции между токопроводами и землей.

По способу включения генератора помех различают поперечные и продольные поме­хи систем промышленной автоматизации. Если напряжение электрической помехи приложено непосредственно к входным за­жимам приемного прибора и включено по­следовательно с полезным сигналом, то та­кая помеха называется поперечной.

В системах автоматизации может иметь место разность потенциалов между одним из входных зажимов приемного устройства систем промышленной автоматизации, или, что-то же самое, между одним из измерительных проводов и заземленным датчи­ком (периферийным элементом) системы. При этом возникает помеха, называемая продольной.

Генератор поперечных помех систем промышленной автоматизации, имеющий ЭДС Е1 и внутреннее со­противление r1, включен последовательно с источником полезного сигнала Ед, а гене­ратор продольных помех Е2 с внутренним сопротивлением r2 включен между заземлен­ной точкой системы и одним из измери­тельных входов приемника ВП. Возможны различные варианты-такой схемы:

  • датчик не заземлен, один входной зажим приемника (усилителя) соединен с корпусом и заземлен;
  • датчик заземлен, входные зажимы не имеют непосредственного соединения с кор­пусом, а соединяются с ним через емкости цепей прибора (это равнозначно влиянию емкостей цепей жила — земля измерительных приборов).

Наиболее опасной является поперечная помеха систем промышленной автоматизации. Продольные помехи в значительной степени зависят от разности потенциалов то­чек заземления датчика и вторичного прибо­ра или его корпуса.

Возможны случаи преобразования про­дольной помехи систем промышленной автоматизации в помеху поперечную. Действительно, если принять, что сам вто­ричный прибор надежно изолирован от земли, то в случае полной симметрии емко­стей входных цепей С1, С2 помеха продоль­ная вызывает протекание двух взаимно ком­пенсирующих токов наводки. При неравен­стве С1 и С2 появляется разность потенциа­лов, приложенная к входным зажимам.

В зависимости от взаимного расположе­ния источника помех и подверженного воз­действию помех устройства или системы, различают внешние помехи и внутренние.

Для промышленного предприятия наиболее часты внешние помехи — индустриальные и атмосферные, наводимые на элементах системы (соединительных линиях, датчиках), либо проникающие в цепи приборов и си­стем по сети питания или через заземления промышленных систем управления. Внутренние помехи обусловлены воздей­ствием электрических цепей одних элементов данной системы автоматизации на другие элементы этой же системы. Наиболее рас­пространенный случай — это генерирование токов помех проводами питающих линий четырехпроводной (в общем случае п- проводной) системы в измерительные ли­нии этой же системы. Особенно велики по­мехи при совместной прокладке проводов. Такие помехи будем называть внутри­системными. Широко известно влияние од­них цепей на другие, вызывающие внутри- приборные помехи промышленных систем управления. Примером их является протекание паразитных токов через емкости связи элементов одного и того же прибора.

Способы защиты от воздействия электри­ческих помех для систем, работающих с не­прерывными сигналами промышленных систем управления, и для систем, рабо­тающих с дискретными сигналами, отли­чаются. Если для первых основные решения реализуются при проектировании датчиков, вторичных приборов, соединительных линий | и выборе соответствующих правил монтажа элементов, а также во многом определяются конструктивным выполнением приборов, то для дискретных систем основным методом защиты от помех является помехоустойчивое кодирование информации.

Основные рекомендации, позволяющие повысить помехозащищенность систем, работающих с непрерывными сигналами промышленных систем управления.

В системах технологического контроля электрические помехи приводят к отказам. В распространенной на практике схеме технологического контроля промышленных систем управления, работающей на переменном токе промышленной частоты, число проводов соединительной линии от датчиков состояния Д до приемных устройств ПУ определяется по выражению N=n+ 1, где n— число сообщений (сигналов или команд).

Очевидна возможность ложного срабатывания приемного устройства автоматизированных систем управления Р через темы, паразитные связи в соединительном контрольном кабеле. Если электрический ток, протекающий через приемное устройство, превысит ток срабатывания, про­изойдет ложное включение (отключение) си­стемы. Для проверки схемы на вероятность такого нарушения необходимо знать километрическую емкость кабеля и ток (напряжение) срабатывания приемного устройства.

В расчетных схемах автоматизированных систем управления не учитываются оми­ческие и индуктивные сопротивления соеди­нительных проводов. Это первое допущение.

Второе допущение автоматизированных систем управления состоит в том, что распределенные емкости проводов учиты­ваются как сосредоточенные. При создании АСУ ТП на производствах с очень большими помехами (сварочное обо­рудование, высокочастотные печи и т. п.) для предотвращения сбоев программируемых логических контроллеров (ПЛК) они экрани­руются.

Новости

Водогрейная газовая котельная завода по производству двигателей ООО "Хендэ Виа Рус", система автоматизации, г. Сестрорецк, г. Ленинградская обл.

25.10.21

Водогрейная газовая котельная завода по производству двигателей ООО "Хендэ Виа Рус", система автомат...

Диспетчеризация тепловых электрических завес для ворот ремонтного депо метрополитена, Парнас, г. Санкт-Петербург

20.10.21

Диспетчеризация тепловых электрических завес для ворот ремонтного депо метрополитена, Парнас, г. Сан...

Конвейерное оборудование для технологического процесса переработки древесных отходов, г. Чудово, Ленинградская обл.

25.09.21

Конвейерное оборудование для технологического процесса переработки древесных отходов, г. Чудово, Лен...

Заказчики
Поставщики