Systém řízení pohybu, který je klíčovou součástí některých automatizačních zařízení, má přímý vliv na jeho spolehlivost a stabilitu a jedním z hlavních faktorů ovlivňujících jeho spolehlivost a stabilitu je problém rušení. Proto je při návrhu systému řízení pohybu důležité řešit problém rušení.
1. Interferenční jev
V aplikaci se často setkáváme s následujícími hlavními interferenčními jevy:
1. Pokud řídicí systém nevydá žádný příkaz, motor se otáčí nerovnoměrně.
2. Když se servomotor zastaví a regulátor pohybu načte polohu motoru, hodnota odesílaná zpět fotoelektrickým enkodérem na konci motoru náhodně skáče.
3. Když servomotor běží, hodnota čtení z enkodéru neodpovídá hodnotě vydaného příkazu a chybová hodnota je náhodná a nepravidelná.
4. Když servomotor běží, rozdíl mezi načtenou hodnotou enkodéru a vydanou hodnotou povelu je stabilní hodnota nebo se periodicky mění.
5. Zařízení, které sdílí stejný zdroj napájení se systémem AC servopohonu (například displej atd.), nefunguje správně.
2. Analýza zdrojů rušení
Existují dva hlavní typy kanálů, které ruší vstup do systému řízení pohybu:
1, rušení kanálu přenosu signálu, rušení vstupuje přes vstupní kanál signálu a výstupní kanál připojený k systému;
2, rušení napájecího systému.
Kanál pro přenos signálu je způsob, jakým řídicí systém nebo ovladač přijímá zpětnovazební signály a odesílá řídicí signály, protože pulzní vlna bude na přenosovém vedení zpožděna a zkreslena, což způsobí útlum a rušení kanálu. V procesu přenosu je hlavním faktorem dlouhodobé rušení.
V každém napájecím a přenosovém vedení se vyskytují vnitřní odpory. Právě tyto vnitřní odpory způsobují rušení napájecího zdroje. Pokud neexistuje žádný vnitřní odpor, bez ohledu na to, jaký druh šumu bude absorbován zkratem v napájecím zdroji, v vedení se nevytvoří žádné rušivé napětí. Samotný budič servosystému střídavého proudu je také silným zdrojem rušení a může rušit jiná zařízení prostřednictvím napájecího zdroje.
Systém řízení pohybu
Tři, opatření proti rušení
1. Návrh napájecího systému s ochranou proti rušení
(1) Zajistěte skupinové napájení, například oddělením pohonného výkonu motoru od řídicího výkonu, aby se zabránilo rušení mezi zařízeními.
(2) Použití šumových filtrů může také účinně potlačit rušení střídavých servopohonů s jinými zařízeními. Toto opatření může účinně potlačit výše uvedené rušivé jevy.
(3) Je použit oddělovací transformátor. Vzhledem k tomu, že vysokofrekvenční šum neprochází transformátorem převážně vzájemnou indukčností primární a sekundární cívky, ale vazbou parazitních kapacit primární a sekundární cívky, jsou primární a sekundární strany oddělovacího transformátoru izolovány stínícími vrstvami, aby se snížila jejich rozložená kapacita a zlepšila se tak odolnost vůči rušení v souhlasném režimu.
2. Návrh kanálu přenosu signálu s ochranou proti rušení
(1) Opatření pro izolaci fotoelektrické vazby
V procesu dálkového přenosu může použití optočlenů přerušit spojení mezi řídicím systémem a vstupním kanálem, výstupním kanálem a vstupními a výstupními kanály servopohonu. Pokud se v obvodu nepoužije fotoelektrická izolace, vnější rušivý signál se dostane do systému nebo přímo do servopohonu, což způsobí první jev rušení.
Hlavní výhodou fotoelektrické vazby je, že dokáže účinně potlačit špičky a různé rušení šumem,
Tím se výrazně zlepší poměr signálu k šumu v procesu přenosu signálu. Hlavním důvodem je, že ačkoli má rušivý šum velkou amplitudu napětí, jeho energie je malá a může tvořit pouze slabý proud. Světelná dioda vstupní části optočlenu pracuje v proudovém stavu a celkový vodivý proud je 10-15 mA, takže i když dochází k rušení s vysokou amplitudou, je potlačeno, protože nemůže poskytnout dostatek proudu.
(2) Stíněný kroucený pár a přenos po dlouhém vodiči
Signál bude během přenosu ovlivněn rušivými faktory, jako je elektrické pole, magnetické pole a impedance země. Použití uzemněného stínicího vodiče může rušení elektrického pole snížit.
Ve srovnání s koaxiálním kabelem má kroucená dvojlinka nižší frekvenční pásmo, ale má vysokou vlnovou impedanci a silnou odolnost vůči soufázovému šumu, což může vzájemně rušit elektromagnetické indukční rušení.
Kromě toho se při přenosu na dlouhé vzdálenosti obecně používá diferenciální přenos signálu ke zlepšení odolnosti proti rušení. Použití stíněné kroucené dvojlinky pro přenos na dlouhé vzdálenosti může účinně potlačit druhý, třetí a čtvrtý rušivý jev.
(3) Země
Uzemnění může eliminovat šumové napětí generované průtokem proudu zemnícím vodičem. Kromě připojení servosystému k zemi by měl být uzemněn i stínicí vodič signálu, aby se zabránilo elektrostatické indukci a elektromagnetickému rušení. Pokud není řádně uzemněn, může dojít k druhému jevu rušení.
Čas zveřejnění: 6. března 2021