Các loại nhiễu phổ biến trong giao tiếp kỹ thuật số kênh nóng chủ yếu bao gồm nhiễu điện từ (EMI), nhiễu-chế độ chung, nhiễu tần số vô tuyến và nhiễu vòng lặp mặt đất do nối đất kém. Những nhiễu này ảnh hưởng trực tiếp đến tính toàn vẹn của tín hiệu liên lạc và độ ổn định của hệ thống.
1. Nhiễu điện từ (EMI)
EMI là nguồn gây nhiễu phổ biến nhất trong các hệ thống chạy nóng, chủ yếu do trường điện từ mạnh do thiết bị có công suất cao -tạo ra (chẳng hạn như bộ biến tần, động cơ servo và bộ sưởi) trong quá trình vận hành.
Biểu hiện:
Mất gói dữ liệu liên lạc hoặc lỗi xác minh;
Biến động đọc cảm biến (chẳng hạn như dao động nhiệt độ bất thường trong cặp nhiệt điện);
Sự gián đoạn liên tục trong giao tiếp xe buýt.
Đường truyền bá:
Khớp nối bức xạ: Tác động đến cáp không được che chắn thông qua sóng điện từ không gian;
Khớp nối dẫn điện: Truyền tới module truyền thông thông qua đường dây điện hoặc đường tín hiệu.
Tình huống điển hình: Giao tiếp PROFINET bị gián đoạn tạm thời do khởi động bộ biến tần.
2. Nhiễu chế độ vi sai (MMR)
MMR đề cập đến điện áp nhiễu được đặt chồng lên nhau giữa các đường tín hiệu, được mắc nối tiếp với tín hiệu hữu ích, làm thay đổi trực tiếp mức tín hiệu.
Nguồn:
Đặt song song các đường dây điện và đường tín hiệu liền kề, tạo thành khớp nối cảm ứng/điện dung;
Nhiễu tần số-cao được tạo ra do việc chuyển đổi định kỳ bộ điều khiển nhiệt độ PID.
Đặc trưng:
Điện áp nhiễu xuất hiện giữa hai đường tín hiệu;
Thường biểu hiện dưới dạng nhiễu AC từ vài milivolt đến hàng chục milivolt.
Phương pháp phát hiện: Sử dụng đồng hồ vạn năng kỹ thuật số trong phạm vi milivolt AC để đo điện áp giữa các cực đầu vào.
3. Can thiệp chế độ chung
Nhiễu ở chế độ chung là nhiễu gây ra bởi sự chênh lệch điện thế giữa đường tín hiệu và mặt đất, thường là do hệ thống nối đất không hoàn hảo hoặc dao động điện thế mặt đất.
Nguyên nhân phổ biến:
Nhiều điểm nối đất tạo thành một vòng nối đất;
Dòng điện rò rỉ từ thiết bị điện ghép vào vòng tín hiệu qua dây nối đất;
Vỏ bảo vệ cặp nhiệt điện không được nối đất chắc chắn hoặc nổi không đúng cách.
Tác động: Các mạch không cân bằng có thể chuyển đổi điều này thành nhiễu chế độ{0}}vi sai, làm giảm chất lượng tín hiệu hơn nữa; trong trường hợp nghiêm trọng, nó có thể làm hỏng các mô-đun I/O.
Biện pháp đối phó: Sử dụng cáp xoắn đôi có vỏ bọc-và thực hiện nối đất một-điểm; sử dụng bộ khuếch đại cách ly để phá vỡ các vòng lặp trên mặt đất.
4. Nhiễu tần số vô tuyến (RFI) và nhiễu sóng hài
RFI: Bắt nguồn từ các nguồn cung cấp năng lượng chuyển đổi tần số cao-, thiết bị liên lạc không dây, v.v. và đi vào các vòng tín hiệu đường dài-thông qua khớp nối không gian, đặc biệt đáng chú ý trong môi trường không được che chắn.
Nhiễu sóng hài: Sóng hài thứ hai và thứ ba (100Hz, 150Hz) của nguồn điện 50Hz có thể được truyền qua đường dây điện, ảnh hưởng đến độ chính xác của việc thu tín hiệu analog.
Biểu hiện điển hình: "Lỗi tổng kiểm tra" không liên tục xảy ra trong giao tiếp Modbus.
5. Nhiễu vòng lặp nối đất: Khi tồn tại nhiều điểm nối đất trong hệ thống và điện thế của chúng không nhất quán, dòng điện tuần hoàn sẽ hình thành trong lớp che chắn hoặc vòng tín hiệu, tạo ra nhiễu tần số{1}}thấp.
Nguyên nhân: Tủ điều khiển và thiết bị hiện trường được nối đất riêng biệt, có hiệu điện thế nối đất lên tới vài volt; cáp thông tin liên lạc được nối đất ở cả hai đầu, tạo thành một vòng khép kín. Hậu quả: Gây nhiễu tần số nguồn 50Hz, chồng lên tín hiệu dẫn đến hiểu sai; điều này đặc biệt nổi bật trong-giao tiếp đường dài.
Giải pháp: Tuân thủ nguyên tắc "nối đất một điểm" và sử dụng các giao diện truyền thông riêng biệt.
6. Tự{1}}nhiễu mạch bên trong Mạch kỹ thuật số và nguồn điện chuyển mạch trong hệ thống đường chạy nóng cũng có thể tạo ra nhiễu:
Tiếng ồn của nguồn điện chuyển mạch: Sóng hài-bậc cao và nhiễu tần số-cao từ bộ chỉnh lưu được truyền qua đường dây điện;
Nhiễu xuyên âm mạch kỹ thuật số: Tín hiệu logic tốc độ cao được ghép nối với các đường tín hiệu lân cận thông qua điện dung phân tán;
Nhiễu phản hồi tải: Sự thay đổi đột ngột của dòng điện trong mạch gia nhiệt ảnh hưởng đến độ ổn định của tín hiệu điều khiển.
Các biện pháp triệt tiêu: Thêm bộ lọc loại π-ở đầu nguồn điện và sử dụng tụ điện tách rời cho các tín hiệu quan trọng.
Tóm lại, nhiễu trong truyền thông kỹ thuật số chạy nóng chủ yếu là nhiễu tổng hợp, đòi hỏi phải có sự ngăn chặn và kiểm soát phối hợp từ năm chiều: che chắn, nối đất, đi dây, lọc và cách ly. Loại nhiễu được xác định càng sớm thì các biện pháp có thể càng chính xác, tránh đánh giá sai như các vấn đề về phần mềm hoặc giao thức cũng như sự chậm trễ trong việc khắc phục sự cố.
