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变频器干扰设备案例分析:对DCS的干扰

某地的一家氟化公司联系了我们三科变频器技术维修部门,反应他们的DCS系统(分散控制系统)催化剂进料控制阀信号间歇出现oop(输出信号线断开)报警,同时控制阀瞬间全开,造成催化剂流量异常波动,严重影响装置安全稳定运行。

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故障原因分析及处理

1.故障原因分析

由于出现了oop告警,自然怀疑是信号线坏了。检查了信号线,结果是线路完好无损。一是判断dcs卡有故障,更换了报警点的dcs卡,但故障还没有解决。这时我们才意识到肯定有干扰,会影响dcs信号。为了减少干扰,对仪器接地进行了改造,但故障仍未解决。检查dcs信号点后,只有变频器(以下简称-VFD)到dcs的信号线最可疑。为了确认干扰源是 VFD产生的,我们将VFD的出线电缆穿过铁氧体环,将VFD到dcs的信号线与 VFD的输入输出线尽可能远地交叉。通过以上措施,该点在dcs上的oop报警频率有所下降。这证明了干扰源来自VFD。那么接下来就是尽量减少VFD 的干扰。

为了消除VFD对dcs信号的干扰,我们采取了以下措施:加粗接地线,使接地点尽可能靠近VFD;同时VFD至dcs的信号线通过VFD出口侧钢管敷设,钢管可靠接地。通过以上措施,dcs中oop告警的频率明显降低,但VFD干扰仍不能完全消除。会不会是VFD失败?为此我们换了VFD,干扰信号立马就消除了。就在我们以为问题已经彻底解决的时候,一个月后故障出现了。此时,除了VFD至dcs的信号线外,所有部件均已更换。于是,我们更换了屏蔽信号线,故障彻底解决了。

2.减少VFD对dcs信号干扰的措施

故障是由于/kloc-0与dcs之间距离较远(200m),原屏蔽控制线质量差,导致VFD高频信号通过控制线到dcs影响附近信号线。同时,以下措施可以更好地降低VFD的干扰:

(1)合理布线

它可以在相当大的程度上削弱干扰信号的强度。布线时,各种设备的控制线尽量远离VFD的输入输出线。在空间上,控制线要尽可能与VFD的输入输出线交叉,最好是垂直交叉。

(2)削弱干扰源

连接电抗器或滤波器对于小功率VFD,成本会很高,所以我们采用一种低成本的电磁干扰抑制方法:将电机电缆穿过铁氧体环,以局部增加通过导线的阻抗,防止电磁干扰电流通过。如果导线在铁氧体环上缠绕几圈,总电感和阻抗值将随着匝数的平方而增加。电机可以穿过铁氧体环三次。但需要注意的是,连接电机和VFD的地线要留在环外。

(3)屏蔽线路

VFD到电机的连接线应尽量穿入金属管内,金属管应接地。信号线屏蔽层无论是连接到公共端还是接地,都只能一端连接,不能两端连接。

(4)准确接地

接地线尽量粗,接地点尽量靠近VFD;接地线应尽可能远离电源线;VFD所使用的接地线必须与其他设备的接地线分开。接地前绝对要避免连接所有设备的接地线;VFD的接地端子不能接在电源的“零线”上。

结束语

VFD的干扰会影响其他设备的运行,因此必须做好VFD的抗干扰措施,确保生产系统的安全可靠运行。

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