工業(yè)自動(dòng)化項(xiàng)目電磁兼容問題處理方法

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【摘要】在信息化產(chǎn)業(yè)時(shí)代背景下，自動(dòng)化系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的電磁兼容問題頻發(fā)，在影響自動(dòng)化控制系統(tǒng)作業(yè)質(zhì)量和效率的同時(shí)，也對(duì)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的達(dá)成造成了巨大阻礙。論文主要剖析了工業(yè)自動(dòng)化推進(jìn)過程中項(xiàng)目電磁兼容問題的原因及處理方式，以此全面提升人工智能自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用水平。

【關(guān)鍵詞】人工智能；工業(yè)自動(dòng)化；控制系統(tǒng)；電磁兼容；問題與對(duì)策

1電磁兼容概念的基本定義

近年來，企業(yè)在發(fā)展過程中將自動(dòng)化控制技術(shù)實(shí)踐于工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，由此在有效降低人力、物力、財(cái)力損耗的同時(shí)，從根本上提高了自動(dòng)化控制的精準(zhǔn)度，提高了工業(yè)自動(dòng)化控制的高效性、穩(wěn)定性以及保障控制質(zhì)量安全性。此外，經(jīng)大量調(diào)研數(shù)據(jù)分析可知，人工智能技術(shù)的運(yùn)用還有如下顯著優(yōu)勢(shì)：可更好地采集與處理數(shù)據(jù)信息、為智能快速作業(yè)創(chuàng)造良好條件、提高產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率、及時(shí)處理和儲(chǔ)存各項(xiàng)電氣運(yùn)行數(shù)據(jù)、可對(duì)工業(yè)控制作業(yè)設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、大大提升了自動(dòng)化控制效率以及電氣自動(dòng)化控制的安全性和穩(wěn)定性。但不可否認(rèn)的是，伴隨工業(yè)自動(dòng)化項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)程的不斷推進(jìn)，自動(dòng)化項(xiàng)目的電磁兼容問題也愈演愈烈。電磁騷擾指的是可能引起裝置、設(shè)備或系統(tǒng)性能降級(jí)或?qū)τ猩驘o生命物質(zhì)產(chǎn)生作用的電磁現(xiàn)象，而電磁干擾則是電磁騷擾的延伸。從客觀角度來看，電磁騷擾可能會(huì)影響裝置、設(shè)備或系統(tǒng)性能，但不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果，但電磁干擾卻會(huì)對(duì)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生巨大的不良影響，它的構(gòu)成要素主要：電磁干擾源、耦合路徑（傳輸通道）和敏感設(shè)備[1]。目前，隨著近年來工業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，國(guó)家對(duì)工業(yè)化發(fā)展也提出了新的要求，為降低電氣設(shè)備的運(yùn)營(yíng)成本，提供企業(yè)作業(yè)效益，設(shè)備或系統(tǒng)在電磁環(huán)境中符合要求運(yùn)行，且并不對(duì)其環(huán)境中任何設(shè)備產(chǎn)生無法忍受電磁干擾的能力叫作電磁兼容[2]。

2工業(yè)自動(dòng)化項(xiàng)目中常見的電磁兼容問題及處理對(duì)策

2.1CPU運(yùn)行卡機(jī)問題

近年來，在當(dāng)前工業(yè)自動(dòng)化項(xiàng)目規(guī)?；l(fā)展過程中，工業(yè)自動(dòng)化水平也在不斷提高，但在項(xiàng)目運(yùn)行過程中，CPU運(yùn)行卡機(jī)現(xiàn)象的高發(fā)在影響企業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)作業(yè)質(zhì)量的同時(shí)，也阻礙了企業(yè)的發(fā)展。據(jù)調(diào)查，CPU在運(yùn)行一段時(shí)間后，由于電磁兼容問題的存在，會(huì)出現(xiàn)卡機(jī)問題，此時(shí)SF、STOP燈亮，出現(xiàn)這種問題后，只有將撥碼重新?lián)苤吝\(yùn)行位置后方可恢復(fù)正常狀態(tài)。導(dǎo)致這種問題出現(xiàn)的原因主要是CPU模板在瞬間無法被識(shí)別到或動(dòng)力電纜線及電源線、感性負(fù)載產(chǎn)生干擾。針對(duì)上述問題，為確保后期處理工作的規(guī)范合理性，應(yīng)對(duì)CPU電源進(jìn)行全面系統(tǒng)的檢測(cè)[3]。出現(xiàn)CPU運(yùn)行卡機(jī)問題時(shí)，企業(yè)工作人員應(yīng)及時(shí)對(duì)問題進(jìn)行剖析處理。由于現(xiàn)場(chǎng)的動(dòng)力電纜布線較為混亂，接觸器、繼電器較多，進(jìn)行干擾判斷時(shí)，工作人員首先可考慮通過接地將干擾釋放出去，若檢測(cè)發(fā)現(xiàn)干擾問題沒有得到有效處理，工作人員需檢查CPU的M端與PE之間的電阻，若電阻不為零，則表示故障問題在CPU內(nèi)部；若電阻為零，則說明CPU本身在接地處是有問題的。除此之外，經(jīng)大量調(diào)研數(shù)據(jù)分析可知，在CPU的運(yùn)行過程中，某個(gè)閥達(dá)到一定位置后，PLC會(huì)停機(jī)，尤其設(shè)備關(guān)料閥動(dòng)作，對(duì)PLC停機(jī)率有重大影響，因此，進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，工作人員還要檢測(cè)接觸器動(dòng)作時(shí)刻的波形，對(duì)其脈沖干擾進(jìn)行系統(tǒng)化剖析。

2.2掃描槍信號(hào)丟失問題

在當(dāng)前系統(tǒng)運(yùn)行過程中，檢測(cè)設(shè)備的兩側(cè)通常會(huì)配置打號(hào)機(jī)用以輸入信息，在使用過程中，2臺(tái)打號(hào)機(jī)的運(yùn)行是相互獨(dú)立的，由于電磁兼容問題的存在，極易導(dǎo)致2臺(tái)設(shè)備的數(shù)據(jù)產(chǎn)生紊亂現(xiàn)象，甚至導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失問題的產(chǎn)生，只有重啟電腦后方可解決，極大地影響了企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量和效率。目前，針對(duì)掃描槍信號(hào)丟失問題，首先工作人員采取的措施是對(duì)掃描槍設(shè)備進(jìn)行全面、系統(tǒng)的檢查，主要是因?yàn)閽呙铇尩臄?shù)據(jù)電纜和供電線在同一根電纜內(nèi)，出現(xiàn)問題后，從外觀來看無法察覺到問題的存在，工作人員只有全面系統(tǒng)地對(duì)掃描槍電纜進(jìn)行監(jiān)測(cè)后方可確定原因，并采取針對(duì)性措施。若經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)電纜線存在較強(qiáng)的干擾信號(hào)，當(dāng)信號(hào)值超過一定增幅值后，信號(hào)槍的數(shù)據(jù)就會(huì)丟失，檢查時(shí)，檢測(cè)工作人員不僅需要檢測(cè)電源（掃描設(shè)備與檢測(cè)設(shè)備之間靠電源連接），還要檢查布線，檢測(cè)設(shè)備與掃描槍共用一個(gè)電源時(shí)，倘若濾波器箱體內(nèi)部噴漆，導(dǎo)致其與外部進(jìn)行連接時(shí)接觸不好或?yàn)V波器電源線與總電源線纏在一起，都對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行效益產(chǎn)生了極為不利的影響。綜合而言，當(dāng)出現(xiàn)掃描槍信號(hào)丟失問題后，為推動(dòng)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，工作人員可采取對(duì)濾波器接線方式進(jìn)行優(yōu)化、將電源線分開布線以及安裝多個(gè)電源讓設(shè)備分電源供電的措施[4]。

2.3Profibus總線從站掉站問題

在當(dāng)前多元化市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下，將人工智能技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，是現(xiàn)階段基層產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)和相關(guān)主管部門提升企業(yè)自身核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段。但當(dāng)系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間后，Profibus網(wǎng)絡(luò)故障的發(fā)生率會(huì)持續(xù)升高，導(dǎo)致生產(chǎn)中斷。導(dǎo)致Profibus總線從站掉站問題的因素是多樣的，更換系統(tǒng)設(shè)備后，發(fā)現(xiàn)問題始終未得到有效處理，造成這一問題的原因主要是某高壓電機(jī)啟動(dòng)，系統(tǒng)就出現(xiàn)停機(jī)故障。當(dāng)發(fā)生Profibus總線從站掉站問題后，在進(jìn)行處理過程中，為確保處理的規(guī)范性、科學(xué)性和合理性，檢測(cè)工作人員不僅要檢查網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，還要對(duì)通信波形進(jìn)行全面的檢查，據(jù)調(diào)查檢查網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋾r(shí)CPU側(cè)DP口波形如圖1所示[5]。綜合而言，當(dāng)出現(xiàn)Profibus總線從站掉站問題后，為推動(dòng)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，工作人員可采取更換模板、電纜、重新布線、增加中繼器等方式，若采取上述作業(yè)后，問題未能得到有效處理，工作人員還要處理變頻器的動(dòng)力電纜屏蔽層，將屏蔽層用銅線重新纏繞。

3結(jié)語

簡(jiǎn)而言之，在工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，將人工智能技術(shù)應(yīng)用其中，不僅降低了企業(yè)人力、物力、財(cái)力的損耗，還從根本上提高了作業(yè)的精準(zhǔn)度，減少了安全事故的發(fā)生率和作業(yè)成本，但由于電磁兼容問題的存在，企業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行成效也受到了一定影響，為從根本上有效地處理上述問題，加快解決電氣自動(dòng)化設(shè)備電磁兼容性問題現(xiàn)已迫在眉睫。

【參考文獻(xiàn)】

【1】郭勇,余小平,徐海華.21世紀(jì)全國(guó)應(yīng)用型本科電子通信系列實(shí)用規(guī)劃教材電子系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)[M].北京:北京大學(xué)出版社,2017.

【2】閻毅.信息科學(xué)技術(shù)概論[M].武漢:華中科技大學(xué)出版社,2018.

【3】錢照明,陳恒林.電力電子裝置電磁兼容研究最新進(jìn)展[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào),2012,12(7):105-115.

【4】王勇,陳金國(guó),徐濤濤.飛行器測(cè)試電源干擾分析與對(duì)策[J].電工材料,2018,12(6):21-24.

【5】梁振光,劉袁霞,徐海洋.電磁兼容原理、技術(shù)及應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2017.

作者：王明星 單位：北方工程設(shè)計(jì)研究院有限公司