案例一:PLC与变频器信号控制问题
情况描述
在西门子PLC系统中,AO点发出4-20mA电流控制信号至西门子变频器,却无法成功启动变频器。
故障排查
1. 经初步检查,怀疑模拟量输出板卡存在问题。但使用万用表测试后,发现4-20mA输出信号正常。
2. 随后,怀疑变频器控制信号输入端出现故障,更换同型号变频器后问题依旧存在。
3. 借助手持式信号发射器进行测试,当其输出标准电流信号至变频器时,变频器能够正常启动。因此排除了模拟量输出板卡和变频器的故障。
4. 分析认为,可能是变频器的干扰信号传导至模拟量通道所导致。
5. 为了验证此推测,在PLC模拟量4-20mA输出通道中加装信号隔离模块TA3012。该模块的输入端子与模拟量输出模块连接,输出端子则与变频器相接,并由外部24VDC供电电源供电,成功解决了变频器无法启动的问题。
预防措施
在自控系统中同时使用PLC和变频器时,需注意以下几点:
将PLC供电电源与动力系统电源(即变频器电源)分开配置,并使用隔离变压器为PLC供电。
动力线与信号线应尽量分开走线,并对信号线进行处理。
无论是模拟信号的输入还是输出,都应使用信号隔离模块来处理模拟量通道。
在PLC程序中加入软件滤波设计来提高信号的稳定性。
信号地与动力地应分开设计以减少干扰。
案例二:压力传感器与变频器干扰问题
问题概述
车间内使用施耐德ATV71变频器与西门子300 PLC进行DP通信控制10台250KW电机。电机驱动高压泵,并配备西门子压力变送器以4-20mA模拟量传输至PLC。运行一周后设备正常,但随后出现压力读数与实际值不符的问题。
经调查
最初怀疑为压力传感器故障,但在替换至其他泵上时表现正常。之后所有泵均出现类似问题,推测为压力传感器受到变频器干扰。厂家建议增加金属管,但因现场施工难度大而作罢。
进一步探索
在无意中发现,当拆下传感器侧的线并将其接地后,故障得以消除。经分析,这可能是由于两线制传感器的负极与层同时接入PLC模拟量输入端M所导致。线上的感应电动势产生的电流进入PLC输入端,导致压力值线性增加。
最终解决
检查发现是PLC输入侧负极剥线过长导致相互短路,造成其他通道信号串出。回想当初厂家询问设备地与柜子地是否一致时,应选择单端接地方式。之后对每个传感器的电流输出侧进行排查并修复短路问题,最终解决了压力读数不准确的问题。