西門子PLC與變頻器的模擬量干擾處理

現象說明：

西門子PLC中AO點發(fā)出一路4-20mA電流控制信號，輸出至西門子變頻器，無法控制變頻器啟動。

故障查找：

1、疑似模擬量輸出板卡問題，用萬用表測量4-20mA輸出信號，信號是正常的。

2、開始懷疑是變頻器控制信號輸入端有了問題，換了一臺同型號變頻器，問題仍然如此。

3、用一臺手持式信號發(fā)射器做4-20mA輸出信號源，輸出標準電流信號至變頻器，這下變頻器啟動了，因而我們排除了模擬量輸出板卡和變頻器的故障。

4、由此推測是變頻器的干擾信號傳導至模擬量通道所致。

5、為了驗證，在PLC模擬量4-20mA輸出通道中加裝了一臺信號隔離模塊TA3012，TA3012的輸入端子5、6接模擬量輸出模塊，輸出端子1、2端子接變頻器，3、4端子接外部24VDC供電電源，變頻器正常啟動了。

6、據此斷定，問題的根源在于變頻器干擾模擬量通道所致。

注意事項：

在PLC和變頻器同時使用的自控系統(tǒng)中，應該著重注意一下事項：

PLC供電電源與動力系統(tǒng)電源(變頻器電源)分別配置，且PLC的供電應該選擇隔離變壓器;

動力線盡量與信號線分開，信號線要做屏蔽;

無論是模擬信號輸入還是模擬信號輸出，模擬量通道一律使用信號隔離模塊;

PLC程序里做軟件濾波設計;

信號地與動力地分開設計。

02 實例二

前段時間看到一個關于模擬量干擾問題的分析和解決，在我們實際運用中會碰到很多類似的問題。和大家一起分享：“車間有10臺250KW電機，負載為高壓泵。變頻器用施耐德ATV71跟PLC通過DP聯(lián)接，PLC使用的西門子300，壓力變送器為西門子，變送器到PLC為4-20mA模擬量，中間使用屏蔽線輸入。

調試好后運行一周一切正常。廠家走后，開機忽然出現8號泵，設定40公斤壓力，實際值為70公斤。設定80公斤壓力實際值為110公斤。剛開始懷疑傳感器故障，替換到其他泵上一切正常。之后變頻器全開，3，4，5，6，7，9，10號泵也出現類似問題。推測為壓力傳感器受到變頻器干擾造成。

廠家建議增加金屬管屏蔽。但是考慮到現場施工難度（控制室距電機30多米，全部走的地下線纜溝）。并且我認為變頻器的諧波干擾應該是壓力值上下波動，很少見到有干擾造成呈線性增大的。剛開始懷疑廠家程序有問題，因為顯示屏這邊始終顯示的壓力值是40公斤，但是變頻器卻輸出70公斤的頻率。廠家不同意該觀點，說自己絕對用的西門子標準PID塊。

百思不得其解。無意中發(fā)現，廠家傳感器負跟屏蔽層同時接入到PLC模擬量輸入端的M。拆下屏蔽線后將其接入設備的地后故障消除。

推測：2線制傳感器，正極有PLC提供24V電壓，負極則是傳感器用來輸出4-20mA電流的地方。屏蔽線跟負極接到一起后，屏蔽線上的感應電動勢產生電流一起進入了PLC輸入端造成了一個疊加的電流，從而形成壓力值線性的增加。結果運行沒2天又出現同樣情況，并且更嚴重的是其中一個壓力傳感器拆除了居然還有40公斤壓力，最終檢查發(fā)現PLC輸入側負極剝線剝長了，相互之間短路了，造成其他通道的信號串出來了。

這才想起來，剛開始調試的時候廠家問我是不是設備地跟柜子地不在一個地上。壓力傳感器屏蔽線2端接地后，干擾還特別厲害。都無法顯示。我也沒多想隨口來了句，單端接地。之后他們說好了?，F在想來，應該是當初每個傳感器的電流輸出側都通過屏蔽線聯(lián)到了一起造成了短路，之后拆除了傳感器側的地線。由于屏蔽線沒接到一起所以信號正常了。