Systém riadenia pohybu, ako jadro niektorých automatizačných zariadení, má priamy vplyv na spoľahlivosť a stabilitu zariadenia a jedným z hlavných faktorov ovplyvňujúcich jeho spoľahlivosť a stabilitu je problém ochrany pred rušením. Preto je pri návrhu systému riadenia pohybu dôležité riešiť problém rušenia.
1. Interferenčný jav
V aplikácii sa často vyskytujú nasledujúce hlavné interferenčné javy:
1. Keď riadiaci systém nevydá príkaz, motor sa otáča nerovnomerne.
2. Keď sa servomotor zastaví a ovládač pohybu načíta polohu motora, hodnota privádzaná späť fotoelektrickým enkodérom na konci motora náhodne skáče.
3. Keď servomotor beží, hodnota načítaná z enkodéra nezodpovedá hodnote vydaného príkazu a chybová hodnota je náhodná a nepravidelná.
4. Keď servomotor beží, rozdiel medzi hodnotou načítaného enkodéra a hodnotou vydaného príkazu je stabilná hodnota alebo sa periodicky mení.
5. Zariadenie, ktoré zdieľa rovnaký zdroj napájania so systémom AC servopohonu (napríklad displej atď.), nefunguje správne.
2. Analýza zdroja rušenia
Existujú dva hlavné typy kanálov, ktoré rušia vstup do systému riadenia pohybu:
1, rušenie kanála prenosu signálu, rušenie vstupuje cez vstupný kanál signálu a výstupný kanál pripojený k systému;
2, rušenie napájacieho systému.
Kanál prenosu signálu je spôsob, akým riadiaci systém alebo ovládač prijíma spätnoväzobné signály a odosiela riadiace signály, pretože impulzná vlna sa na prenosovom vedení oneskorí a skreslí, čo spôsobí útlm a rušenie kanála. Hlavným faktorom prenosu je dlhodobé rušenie.
V každom napájacom a prenosovom vedení sa nachádzajú vnútorné odpory. Práve tieto vnútorné odpory spôsobujú rušenie napájacieho zdroja. Ak nie je prítomný žiadny vnútorný odpor, bez ohľadu na to, aký druh šumu bude absorbovaný skratom v napájacom zdroji, v vedení sa nevytvorí žiadne rušivé napätie. Samotný ovládač servosystému striedavého prúdu je tiež silným zdrojom rušenia a môže rušiť iné zariadenia prostredníctvom napájacieho zdroja.
Systém riadenia pohybu
Tri opatrenia proti rušeniu
1. Návrh napájacieho systému proti rušeniu
(1) Napájanie implementujte v skupinách, napríklad oddeľte pohonný výkon motora od riadiaceho výkonu, aby ste predišli rušeniu medzi zariadeniami.
(2) Použitie šumových filtrov môže tiež účinne potlačiť rušenie servopohonov AC s inými zariadeniami. Toto opatrenie môže účinne potlačiť vyššie uvedené rušivé javy.
(3) Používa sa izolačný transformátor. Vzhľadom na to, že vysokofrekvenčný šum prechádza transformátorom nie vzájomnou indukčnou väzbou primárnej a sekundárnej cievky, ale väzbou parazitných kapacít primárnej a sekundárnej strany, sú primárna a sekundárna strana izolačného transformátora izolované tieniacimi vrstvami, aby sa znížila ich rozložená kapacita a zlepšila sa ich schopnosť odolávať rušeniu v bežnom režime.
2. Návrh kanála prenosu signálu s ochranou proti rušeniu
(1) Opatrenia na izoláciu fotoelektrickej väzby
V procese prenosu na dlhé vzdialenosti môže použitie optočlenov prerušiť spojenie medzi riadiacim systémom a vstupným kanálom, výstupným kanálom a vstupnými a výstupnými kanálmi servopohonu. Ak sa v obvode nepoužíva fotoelektrická izolácia, externý impulzný rušivý signál vstúpi do systému alebo priamo do servopohonu, čo spôsobí prvý jav rušenia.
Hlavnou výhodou fotoelektrickej väzby je, že dokáže účinne potlačiť špičky a rôzne rušenie šumom,
Preto sa výrazne zlepšuje pomer signálu k šumu v procese prenosu signálu. Hlavným dôvodom je, že hoci má interferenčný šum veľkú amplitúdu napätia, jeho energia je malá a môže vytvárať iba slabý prúd. Svetelná dióda vstupnej časti optočlenu pracuje v danom prúdovom stave a celkový vodivý prúd je 10 – 15 mA, takže aj keď existuje interferencia s vysokou amplitúdou, je potlačená, pretože nedokáže poskytnúť dostatočný prúd.
(2) Tienený krútený pár a prenos dlhým vodičom
Signál bude počas prenosu ovplyvnený rušivými faktormi, ako je elektrické pole, magnetické pole a impedancia zeme. Použitie uzemneného tieniaceho drôtu môže znížiť rušenie elektrického poľa.
V porovnaní s koaxiálnym káblom má krútená dvojlinka nižšie frekvenčné pásmo, ale má vysokú vlnovú impedanciu a silnú odolnosť voči šumu v spoločnom režime, čo môže navzájom rušiť elektromagnetické indukčné rušenie.
Okrem toho sa pri prenose na dlhé vzdialenosti všeobecne používa diferenciálny prenos signálu na zlepšenie odolnosti voči rušeniu. Použitie tieneného krúteného páru vodičov pre prenos na dlhé vzdialenosti môže účinne potlačiť druhý, tretí a štvrtý rušivý jav.
(3) Zem
Uzemnenie môže eliminovať šumové napätie generované pri pretekaní prúdu uzemňovacím vodičom. Okrem pripojenia servosystému k zemi by mal byť uzemnený aj tieniaci vodič signálu, aby sa zabránilo elektrostatickej indukcii a elektromagnetickému rušeniu. Ak nie je správne uzemnený, môže dôjsť k druhému rušeniu.
Čas uverejnenia: 06.03.2021