Главная  Развитие народного хозяйства 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [ 102 ] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136]

цепей к помехам должна быть указана в кабельном журнале для учета ее при последующем конструировании, монтаже и наладке комплектных устройств и кабельных связей между элементами системы управления.

При проектировании систем следует избегать использовать особо чувствительные каналы передачи. Для этого в ряде случаев целесообразно вводить в канал промежуточные звенья усиления и преобразования сигналов с разделением канала на отдельные гальванически развязанные контуры.

Пути сокращения числа источников помех и уровня их сигналов. 1) Для подавления помех в контакторах, реле, прерывателях предусматривают реактивные искрогасящие цепочки и шунты, устанавливаемые параллельно контактам. В системах электроснабжения используют различные фильтры, например груп1повые емкостные, устанавливаемые в силовых шкафах между токонесущими шинами и заземленным корпусом.

2) Экранирование источников помех ослабляет паразитные электростатические и электромагнитные поля, создаваемые этими источниками. Экранами служат металлические корпуса и кожухи электротехнического оборудования, стальные трубы и металлические короба, в которых прокладывают силовые кабели. Экранирование силовых проводов в помещении вычислительного комплекса является необходимым.

3) Пространственное разделение каналов, передачи сигналов и источников помех значительно снижает влияние последних. Рекомендуется кабели и проводные линии связи прокладывать не ближе чем в 10- 15 м- от помещений с интенсивньдаи источниками помех, такими как электромашинные помещения, распределительные устройства.

При прокладке кабелей следует разделить цепи: незащищаемые от помех (силовые и контрольные), защищаемые чувствительные к помехам и защищаемые особо чувствительные к помехам. Предпочтительно кабели каждой группы прокладывать в отдельных металлических коробах или трубах и через отдельные кабельные вводы к оборудованию. Прн прокладке чувствительных и особо чувствительных цепей в общем коробе следует разделить группы изолирующими металлическими перегородками, имеющими максимально возможный контакт с дном и крьш1кой короба.

При расположении лотков ярусами предпочтительно защищаемые чувствительные к помехам цепн размещать в верхнем лотке, располагая остальные в следующем порядке сверху вниз: а) второстепенные незащищаемые цепн управления; б) сило-.вые маломощные цепн; в) линии постоянного и переменного тока; г) линии высоко го напряжения. При этом особо чувствительные к помехам цепи прокладывают в металлических трубах вдоль лотков.

Таблица 1-55 Расстояния до защищаемых цепей

Параметры создающих помехи цепей

Максимальные расстояния от защищаемых чувствительных к помехам цепей, мм, для кабелей

максимальное напряжение, В

максимальный ток, А

двух- и трех-жильных

одножильных

250 440 5000

50 200 800

150 250 300 500

300 380 450 600

Прн прокладке защищаемых чувствительных и особо чувствительных к помехам цепей и незащищаемых силовых и контрольных цепей в коробах, имеющих крышку и дно и обеспечивающих не менее чем 85%-ное экранирование, наглухо заземленных, с расстоянием между силовыми проводниками отдельных цепей не более 100 мм, необходимо обеспечить минимальные расстояния между защищаемыми и создающими помехи силовыми и контрольными цепями, приведенные в табл. 1-55. Прн прокладке проводов, особо чувствительных к помехам цепей, требующих точности передачи сшнала около 0,25%, максимальная длина участка, параллельного цепи, создающей помехи, и расположенного на расстоянии, указанном в табл. 1-55, не должна превышать 60 м. На каждые дополнительные 3 м параллельного участка расстояние между лотками должно быть увеличено на 100 мм.

В защищаемых чувствительных к помехам цепях, допускающих сигнал помехи до 100 мВ, максимальная длина участка, параллельного цепи, создающей помехи, и расположенного на расстоянии, указанном в табл. 1-55, не должна превышать 120 м.

4) Заземление АСУ ТП должно быть выполнено независимо от заземления элек тротехнического оборудования и не должно иметь с ним никаких связей. Для периферийных устройств, удаленных на значительные расстояния от УВМ, необходимо иметь отдельное местное заземление, к которому подключают заземляющие провода от цепей канала передачи сигналов, экранов сигнальных кабелей, обратных проводов периферийного оборудования и т. д.

5) Необходимо избегать использования общего обратного провода для нескольких каналов передачи сигналов, так как в этом случае в каждом канале появляется сигнал помехи, равный падению напряжения на сопротивлении общего провода от суммарного тока, протекающего во всех контурах других источников сигналов. Для всех каналов передачи сигналов между узлами, располоясенными на значительном расстоянии друг от друга, необходимо пре-



дусматривать индивидуальную пару проводов для каждого сигнала, передаваемого в УВМ или из УВМ.

6) Необходимо избегать заземления нескольких устройств через общий проводник, особенно цепей сигнала и цепей питания или других сильноточных контуров, так как в этом случае в канале передачи сигнала при изменении тока сильноточного контура возникает сигнал помехи, который определяется падением напряжения на общем участке цепи заземления, пропорциональный изменению протекающего по контуру тока. Например, при изменении потребления тока питания на 10 А на сопротивлении 0,01 Ом появится сигнал помехи 0,1 В, который может оказаться соизмеримым с полезным сигналом. Поэтому цепи заземления прецизионных узлов и мощных источников питания должны выполняться раздельными проводами.

7) Для снижения уровня помех, проникающих через цепи и узлы питания, целесообразно все устройства вычислительного комплекса питать через двигатель-генераторную установку, а узлы связи с объектом - через отдельные трансформаторы, к которым не должны подсоединяться большие переменные нагрузки. Для предотвращения проникновения в прецизионные узлы передачи и преобразования сигналов помех от общих цепей питания целесообразно в каждом нз этих блоков создавать узел фильтров питания и располагать его по возможности вблизи наиболее чувствительных к помехам элементов.

8) Для уменьшения влияния электростатического поля по возмоясности следует использовать провода с меньшим диаметром и выполнять контур передачи сигнала с малым значением внутреннего сопротивления источника сигнала и входного сспро-тивления устройства приема сигнала (чтобы общее сопротивление канала относительно точки подключения емкостной паразитной связи было как можно меггьшс в сравнении с сопротивлением паразитной емкостной связи).

9) Для уменьшения электромагнитной связи целесообразно снижение силы тока в цепн источника помехи.

10) Целесообразна скрутка пар проводов не только в защищаемых цепях, но и в цепях токоподвода к элементам с большой индуктивностью (электромагнитным вентилям; обмоткам возбуждения машин, обмоткам тормозов и т. п.); к дистанционным контактным приборам (кнопкам управления, конечным выключателям и т. п.).

Способы уменьшения проникновения помех общего вида в каналы передачи. Описываемые ниже способы уменьшают помехи в каналах передачи сигналов в большинстве случаев без снижения быстродействия отдельных его устройств. Эффективность способов и технических средств защиты каналов передачи сигналов от помех общего вида оценивают по коэффициенту подавления помех общего вида, отн. ед..

п,о,в -

п,н,в

= 20Xlg-[,

илн, дБ, *п,о,Б =

п,н,в

где t/n,o,B - напряжение источника помех общего вида; {/п,в,в - напряжение эквивалентного источника помех нормального вида, действующего в канале.

Так как параметры цепей проникновения помех часто имеют реактивную составляющую, то kn,o,n -зависит от частоты сигнала в источнике помех. В системах связи вычислительного комплекса с объектом управления принято kn.o.n оценивать для помех 50 Гц, являющихся наиболее распространенными и оказывающих существенное влияние на каналы передачи.

1. Предусматривают электростатическое и магнитное экранирование цепей и узлов каналов. Для этого соединение вычислительного комплекса с датчиками, исполнительными устройствами, локальными системами автоматизации выполняют экраниро-рованными кабелями. Металлическая оболочка кабелей, хотя и в недостаточной мере, выполняет роль общего экрана. Обычно рекомендуют использовать кабель с общим экраном в виде медной оплетки с покрытием на 85% общей площади и более, а еще лучше - кабель со сплошным экраном из медной ленты или фольги.

Прн заземленном датчике экран необходимо соединять с заземлением датчика, а для канала с гальванически развязанным датчиком и заземленной цепью устройства приема сигналов необходимо экран соеди пять с точкой заземления этой Цепи. При практикуемом же иногда заземлении экрана на двух его концах экран из защитного средства превращается в источник помех общего вида. Экран должен быть электрически непрерывным по всему каналу передачи сигнала. Для обеспечения непрерывности канала в коммутаторах необходимо, чтобы каясдый канал содержал дополнительный элемент для подключения экрана канала к общему экрану коммутатора.

Еще больший эффект дает двухступенчатое экранирование, когда индивидуально экранированные пары жил заключают в общий экран.

Для каналов передачи сигналов, для которых недопустимо снижение их частотных характеристик, обусловленное увеличением емкости между цепями канала и землей при применении заземленного экрана, применяют специальный кабель с двойным экраном или .схемы с управляемым экраном, где на экран подают напряжение смещения, изменяющееся с изменением передаваемого сигнала. Так, для цепей высокочастотных дискретных сигналов рекомендуется применение коаксиального кабеля.

При экранировании каналов передачи сигналов все экраны должны быть изолированы друг от друга и не должны соеди-. пяться с какими-либо другими частями в



системе, кроме точки заземления, специально выделенной для данного канала.

Скрутка проводов каждой информци-онной цепн канала ослабляет воздействие не только внешнего электростатического, но и электромагнитного поля. С уменьшением шага скрутки коэффициент подавления помех возрастает. Прн шаге скрутки 2,5 см fen.o,E==43 дБ, прн 5 см--fen,o,B=41 дБ, прн 10 см -/feii,o,B=23 дБ. В каналах передачи аналоговых сигналов целесообразно использовать кабель с шагом скрутки 3 см, а в каналах передачи двухпозиционных сигналов-можно и с шагом 6 см. Наиболее часто используют кабели с индивидуально скрученными экранированными парами, которые заключены в один, общий для всех экран. Прн этом все экраны изолированы друг от друга и могут быть заземлены только в одной точке. В итоге Ап.о.в оказывается выше 80 дБ.

Экранами могут служить также трубы и металлические короба с крышками, в которых прокладывают цепи систем управления. Прокладку в трубах используют, в частности, в местах с высоким уровнем помех, а также прн необходимости параллельной прокладки особо чувствительных к помехам цепей и цепей, создающих помехи, иа большой длине или на близком расстоянии друг от друга. Учитывая большую стоимость трубной прокладки, целесообразно сочетать ее с прокладкой в металлических коробах.

Возможность использования труб и коробов в качестве экранов рассматривается в каждом конкретном случае при • проектировании. При этом должны учитываться конструктивные особенности коробов и труб, а также способы их прокладки с учетом того, что экран должен быть непрерывен и заземлен в одной точке. Целесообразно, чтобы металлические короба, применяемые для прокладки защищаемых от помех цепей, имели сплошное дно, а при необходимости вентиляции-дно с вентиляционными щелями или решетками суммарной площадью не более 15% общей поверхности. Сплошные или вентилируемые крышки должны плотно прилегать к бортам короба во избежание воздушных зазоров, ухудшающих электромагнитное экранирование.

Следует избегать проходных коробок, общих для чувствительных к помехам цепей и для силовых кабелей, а прн их использовании защищать цепи гибкими металлическими рукавами или устанавливать металлические перегородки.

2. Гальваническое разделение цепей в каналах передачи сигналов необходимо прн наличии в канале нескольких заземляемых цепей и узлов во избежание многократного заземления. Прн значительном удалении датчика от устройства приема информации их точки заземления оказываются под потенциалами, разность которых может достигать, например, на металлургическом заводе 3-10 В переменного тока и 1-3 В

постоянного тока прн протяженности канала 0,5 км.

При сопротивлении между точками заземления, равном единице или доле ома, сигнал помехи на входе устройства приема сигналов может в несколько раз превысить полезный сигнал. С учетом этого в таких случаях необходимо изолировать от земли источник или приемник информации. Однако если к одному устройству вычислительного комплекса, принимающему или выдающему информацию, необходимо подключить несколько заземляемых источников информации или исполнительных устройств на объекте, то необходимо гальванически разделить цепи этих узлов. Гальваническое разделение цепей является обязательным в цепях аналоговых сигналов и рекомендуемым в каналах передачи цифровых сигналов. Все прецизионные узлы каналов передачи аналоговых сигналов должны быть гальванически изолированы от щ1фровых устройств вычислительного комплекса.

Наиболее широко в качестве элементов развязки применяют реле, переключатели иа герконах и другие электромеханические элементы (для передачи двухпозиционных сигналов) и трансформаторы. Перспективно использование оптронов для развязки двухпозиционных и аналоговых сигналов, если учесть, что паразитная емкость меж- ду частями разделенной цепн в оптроне составляет лишь доли пикофарад по срав-неннию с несколькими пикофарадами в импульсных трансформаторах.

3. Симметрирование цепн канала передачи сигналов осуществляется вьшолненнем канала по схеме уравновешенного моста, в одну диагональ которого включается вход устройства приема сигналов, а в другую - источник помехи, а плечами моста являются сопротивления прямого и обратного провода линии связи и два дополнительных сопротивления. Подбором сопротивлений мостовая схема уравновешивается, так что сводится к минимуму разность потенциалов, возникающая на входе устройства приема сигналов под воздействием источника помех. Хотя равновесие мостовой схемы нарушается прн изменении условий работы каналов передачи сигналов (температуры, влажности и т. д.), тем не менее симметрирование широко используется и обеспечивает ftn,o,B=30-f-40 дБ. Симметрирование цепн канала передачи является обязательным для цепей аналоговых сигналов и рекомендуемым в каналах передачи дискретных сигналов.

4. Компенсация помех общего вида, проникающих в канал передачи сигналов-(например, если между двумя точками заземления канала имеется разность потенциалов), выполняется введением в канал передачи напряжения, равного и противоположного по фазе сигналу помехи. В каналах с гальванически развязанным входным элементом устройства приема сигналов обеспечивают снижение помех переменного



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [ 102 ] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136]

0.0011