李明

（惠陽航空螺旋槳有限責(zé)任公司，河北 保定 071000）

電氣自動(dòng)化設(shè)備，有著高精度、高效率、高準(zhǔn)確度的特點(diǎn)，在企業(yè)的生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。為了確保生產(chǎn)的順利進(jìn)行，作為設(shè)備維修部門，及時(shí)維修維護(hù)設(shè)備，使故障設(shè)備盡快恢復(fù)正常，是每個(gè)維修人員都向往的美好愿望，這就對維修人員的技能水平有著很高的要求。設(shè)備的抗干擾問題，具有偶發(fā)、隱蔽、無規(guī)律等特點(diǎn)，經(jīng)常困擾著我們，也嚴(yán)重影響了設(shè)備的穩(wěn)定性，必須引起重視。

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1 維修案例分析

案例1：產(chǎn)品試驗(yàn)部門的非標(biāo)疲勞試驗(yàn)設(shè)備，通道閉環(huán)控制由伺服控制器通道、力傳感器、位移傳感器、伺服閥組成，連接線纜均采用屏蔽雙絞線，這是為了更好的信號(hào)傳輸而設(shè)計(jì)的。某大型疲勞試驗(yàn)設(shè)備，曾出現(xiàn)信號(hào)擾亂，加載力無規(guī)律瞬間脈沖式放大，這就無法保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的真實(shí)性，另外，嚴(yán)重時(shí)會(huì)毀壞設(shè)備。由于不定時(shí)的特性，給維修工作帶來了巨大麻煩。通過對伺服通道、傳感器、試驗(yàn)的加載方式等的變換比較，最終發(fā)現(xiàn)是干擾造成的，通過查找發(fā)現(xiàn)，部分鋪設(shè)在地溝下的信號(hào)線纜，由于長期浸油導(dǎo)致橡膠老化，屏蔽層破損，屏蔽效果變差（未妥善做好更好伺服閥時(shí)溢油回收工作，致液壓油流入地溝），另外，缺乏維護(hù)機(jī)制，并未發(fā)現(xiàn)線纜的老化狀態(tài)。

案例2：機(jī)加車間某臺(tái)數(shù)控車，在加工時(shí)尺寸忽大忽小，最大的能超差2mm左右，且無故障信息。經(jīng)過排查、機(jī)械、電氣并未找到問題，考慮到設(shè)備現(xiàn)場環(huán)境、西門子系統(tǒng)的抗干擾能力較差等特點(diǎn)，懷疑是干擾造成的，于是，檢查相關(guān)部分，發(fā)現(xiàn)設(shè)備外殼和電氣柜的接地屏蔽線存在破損，重新做好接地，故障排除。

案例3：一臺(tái)立式加工中心，在執(zhí)行程序加工過程中，出現(xiàn)了“X軸過電流”報(bào)警停機(jī)。檢查X軸機(jī)械，手盤絲杠負(fù)載很??；監(jiān)測設(shè)備外部供電，情況也正常；用同型號(hào)伺服驅(qū)動(dòng)器替換，發(fā)現(xiàn)故障依然存在。經(jīng)仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)，是X軸的信號(hào)絕緣老化，導(dǎo)致同一線槽內(nèi)的強(qiáng)電線路對其產(chǎn)生了干擾。更換信號(hào)線，故障消除。進(jìn)一步優(yōu)化，將強(qiáng)電和信號(hào)線分開鋪設(shè)，并增加定期檢查。

案例4：一臺(tái)進(jìn)口的熱壓成型設(shè)備，在未執(zhí)行加熱程序時(shí)，計(jì)算機(jī)顯示熱油溫度劇烈波動(dòng)（比如，常溫20℃，偶爾會(huì)跳變到100℃左右）。發(fā)生此現(xiàn)象時(shí)，檢查熱油站，熱油溫度數(shù)顯表數(shù)值穩(wěn)定，監(jiān)測熱電偶輸出信號(hào)也正常。更換熱油站到控制柜的信號(hào)線纜，并無改善。因此，懷疑電柜的接收端PLC模塊抗干擾能力下降，更換同品牌型號(hào)的模塊后，問題依然存在。經(jīng)過深入分析及觀察各部分狀態(tài)，確認(rèn)這是干擾造成的，檢查設(shè)備接地良好，最終確認(rèn)是熱油站的I/O模塊老化，嘗試根據(jù)信號(hào)大小增設(shè)濾波電容，最終問題解決。

以上的維修案例，其共同點(diǎn)是“干擾”，造成了設(shè)備疑似損壞，以至于有的造成了產(chǎn)品廢品。實(shí)例表明，干擾是影響設(shè)備運(yùn)行的“隱形殺手”，它的存在使得設(shè)備顯現(xiàn)許多不可理解、毫無規(guī)律的故障，那么，排除干擾隱患，就能挽救設(shè)備。

2 造成干擾的原因

（1）信號(hào)傳輸被干擾：當(dāng)信號(hào)電纜絕緣層老化，屏蔽材質(zhì)破損，就會(huì)被其他強(qiáng)磁干擾，造成信號(hào)被無端扭曲，嚴(yán)重時(shí)毀壞設(shè)備。

（2）施工不規(guī)范：設(shè)備的布線，不能因節(jié)約成本而犧牲穩(wěn)定性，對于信號(hào)種類、用途不同，強(qiáng)電會(huì)對弱電信號(hào)產(chǎn)生影響，如果信號(hào)線纜的屏蔽效果變差，隱患就會(huì)發(fā)生，另外，不能將兩者共地。

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（3）元件及線纜老化。設(shè)備使用過程中，某些元器件或線纜，由于設(shè)計(jì)布局、頻繁使用、選型品質(zhì)、散熱不好等多因素造成其加劇老化，引起干擾。

3 屏蔽干擾的措施

加強(qiáng)對信號(hào)線的檢查。在信號(hào)線的布置過程中，要杜絕多條信號(hào)線糾纏在一起的情形。同時(shí)，定期對信號(hào)線的絕緣情況進(jìn)行檢查，對有絕緣橡膠破損的信號(hào)線進(jìn)行更換，以保證信號(hào)的正確傳輸，避免發(fā)生漏電干擾傳輸信號(hào)。

將電纜分層敷設(shè)。在設(shè)備設(shè)計(jì)方案階段，針對傳遞不同信號(hào)的電纜，應(yīng)分別隔離，采用分層鋪設(shè)的方式對電纜進(jìn)行一定的調(diào)控，從而保證電纜信號(hào)之間不會(huì)相互干涉。對于傳遞相同信號(hào)的電纜而言（如檢測溫度的電流信號(hào)），也應(yīng)當(dāng)盡可能避免線路密集的糾纏，選擇開闊的線槽布置，由于控制器端口在對信號(hào)進(jìn)行處理時(shí)，對信號(hào)可以進(jìn)行一定程度的精密分析，所以，如果有較為類似的信號(hào)發(fā)生互擾時(shí)，會(huì)影響控制器的判斷，從而導(dǎo)致控制器產(chǎn)生誤動(dòng)作、誤指令。

供電系統(tǒng)隔離。由于一些現(xiàn)場常常會(huì)對大功率電機(jī)進(jìn)行開關(guān)，開關(guān)過程中會(huì)產(chǎn)生高頻信號(hào)，為了防止高頻電磁對系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，可以通過在供電線路上安裝變壓器，可以對大功率電機(jī)開關(guān)產(chǎn)生的高頻電磁進(jìn)行約束，避免對整體控制系統(tǒng)產(chǎn)生影響。

扭絞與屏蔽。信號(hào)導(dǎo)線的扭絞即“屏蔽雙絞線”，扭絞替代平行，可達(dá)到抑制磁場干擾的效果。屏蔽即采取金屬導(dǎo)體隔絕元件、組合件以及信號(hào)線。屏蔽可以很好得抑制多線纜分布電容性耦合噪聲干擾。常用的方法是通過屏蔽雙絞線連接模擬信號(hào)。通常情況下，不但電噪聲會(huì)干擾信號(hào)，而且強(qiáng)交變磁場也會(huì)干擾信號(hào)。因此，不但需要考慮電屏蔽，而且需要考慮磁屏蔽，可以采取導(dǎo)磁性能優(yōu)越（如鐵、鎳等）的導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)屏蔽措施。

做好設(shè)備接地。對于設(shè)備接地，其主要包括兩方面作用：一方面，在信號(hào)、供電電源進(jìn)入設(shè)備后或其自身發(fā)生故障時(shí)，可以將超負(fù)荷的電流導(dǎo)入大地；另一方面，接地系統(tǒng)可以提供屏蔽層給設(shè)備，進(jìn)而隔絕電子噪聲干擾，同時(shí)，可以提供參考零電位給全部系統(tǒng)。

4 結(jié)語

“干擾”對電氣自動(dòng)化設(shè)備帶來的危害，嚴(yán)重影響著設(shè)備的“健康”，通過良好的屏蔽措施，可以避免或減少干擾帶來的不良影響，可以促使我們的設(shè)備少生病。同時(shí)，重視干擾問題，可以比較設(shè)備的優(yōu)劣，對用戶的使用有著重要意義。