Como componente essencial de alguns equipamentos de automação, a confiabilidade e a estabilidade do sistema de controle de movimento afetam diretamente o desempenho do equipamento, e um dos principais fatores que afetam sua confiabilidade e estabilidade é o problema de anti-interferência. Portanto, como resolver eficazmente o problema de interferência é uma questão que não pode ser ignorada no projeto do sistema de controle de movimento.
1. Fenômeno de interferência
Na aplicação, os seguintes principais fenômenos de interferência são frequentemente encontrados:
1. Quando o sistema de controle não emite um comando, o motor gira de forma irregular.
2. Quando o servomotor para de se mover e o controlador de movimento lê a posição do motor, o valor retornado pelo codificador fotoelétrico na extremidade do motor oscila aleatoriamente.
3. Quando o servomotor está em funcionamento, o valor lido pelo encoder não corresponde ao valor do comando emitido, e o valor do erro é aleatório e irregular.
4. Quando o servomotor está em funcionamento, a diferença entre o valor lido pelo encoder e o valor do comando emitido é um valor estável ou varia periodicamente.
5. Os equipamentos que compartilham a mesma fonte de alimentação com o sistema servo CA (como um monitor, etc.) não funcionam corretamente.
2. Análise da fonte de interferência
Existem dois tipos principais de canais que interferem na entrada do sistema de controle de movimento:
1. Interferência no canal de transmissão de sinal: a interferência entra pelo canal de entrada de sinal e pelo canal de saída conectado ao sistema;
2. Interferência no sistema de alimentação elétrica.
O canal de transmissão de sinal é a forma pela qual o sistema de controle ou o driver recebe sinais de feedback e envia sinais de controle. Como a onda de pulso sofre atrasos e distorções na linha de transmissão, além de atenuação e interferência no canal, a interferência de longo prazo é o principal fator no processo de transmissão.
Existem resistências internas em qualquer fonte de alimentação e linhas de transmissão. São essas resistências internas que causam a interferência de ruído na fonte de alimentação. Se não houvesse resistência interna, qualquer tipo de ruído seria absorvido pelo curto-circuito da fonte de alimentação, não havendo tensão de interferência estabelecida na linha. O próprio driver do sistema servo CA também é uma forte fonte de interferência, podendo interferir com outros equipamentos através da fonte de alimentação.
Sistema de controle de movimento
Três, medidas anti-interferência
1. Projeto anti-interferência do sistema de alimentação elétrica
(1) Implementar a alimentação em grupos, por exemplo, separar a alimentação de acionamento do motor da alimentação de controle para evitar interferência entre os dispositivos.
(2) O uso de filtros de ruído também pode suprimir eficazmente a interferência dos servoacionamentos CA em outros equipamentos. Esta medida pode suprimir eficazmente os fenômenos de interferência mencionados acima.
(3) O transformador de isolamento é adotado. Considerando que o ruído de alta frequência passa pelo transformador principalmente não pelo acoplamento de indutância mútua das bobinas primária e secundária, mas pelo acoplamento das capacitâncias parasitas primária e secundária, os lados primário e secundário do transformador de isolamento são isolados por camadas de blindagem para reduzir sua capacitância distribuída e melhorar a capacidade de resistir à interferência de modo comum.
2. Projeto anti-interferência do canal de transmissão de sinal
(1) Medidas de isolamento por acoplamento fotoelétrico
No processo de transmissão de longa distância, o uso de fotoacopladores pode interromper a conexão entre o sistema de controle e o canal de entrada, o canal de saída e os canais de entrada e saída do servoacionador. Se o isolamento fotoelétrico não for utilizado no circuito, o sinal de interferência externo entrará no sistema ou diretamente no servoacionador, causando o primeiro fenômeno de interferência.
A principal vantagem do acoplamento fotoelétrico é a sua capacidade de suprimir eficazmente picos de tensão e diversas interferências de ruído.
Portanto, a relação sinal-ruído no processo de transmissão de sinal é significativamente melhorada. O principal motivo é: embora o ruído de interferência tenha uma grande amplitude de tensão, sua energia é pequena e só consegue gerar uma corrente fraca. O diodo emissor de luz (LED) da entrada do fotoacoplador opera em regime permanente, e a corrente de condução geralmente é de 10 a 15 mA; assim, mesmo que haja uma interferência de alta amplitude, ela é suprimida porque o LED não consegue fornecer corrente suficiente.
(2) Fio blindado de par trançado e transmissão de fio longo
Durante a transmissão, o sinal será afetado por fatores de interferência como campo elétrico, campo magnético e impedância de aterramento. O uso de fio de blindagem aterrado pode reduzir a interferência do campo elétrico.
Em comparação com o cabo coaxial, o cabo de par trançado possui uma faixa de frequência mais baixa, mas apresenta alta impedância de onda e forte resistência ao ruído de modo comum, o que permite o cancelamento da interferência eletromagnética induzida entre os cabos.
Além disso, no processo de transmissão de longa distância, a transmissão diferencial de sinal é geralmente utilizada para melhorar o desempenho anti-interferência. O uso de cabos blindados de par trançado para transmissão de longa distância pode suprimir eficazmente os fenômenos de interferência de segunda, terceira e quarta ordem.
(3) Solo
O aterramento pode eliminar a tensão de ruído gerada quando a corrente flui pelo fio terra. Além de conectar o sistema servo ao terra, o fio de blindagem do sinal também deve ser aterrado para evitar indução eletrostática e interferência eletromagnética. Se não for aterrado corretamente, esse segundo fenômeno de interferência pode ocorrer.
Data da publicação: 06/03/2021