Profibus－DP现场总线在精整生产系统中的应用

2）变压器、MCC柜、电力电缆和动力设备。这些设备均为工频其频率较低，干扰一般发生在近场，而近场中随着干扰源的特性不同分电场分量和磁场分量，两者有很大差别。特别是动力设备启动时的瞬间电流能够达到额定电流的1～6倍会产生大电流冲击的暂态干扰。

3）来自工频电源的干扰。工频电源波形畸变和高次谐波若未加隔离或滤波便会通过向轧机控制系统供电而进入控制系统，从而影响现场总线的信号。

4）导线接触不良产生的火花、电弧等。

5）三相供电不平衡产生的地电流、屏蔽层不共地产生的接地环流。

干扰源的传播途径有导线传输和空间辐射两种，对于现场总线主要表现为地线阻抗干扰和来自工频电源的干扰。

3.2 现场总线的抗干扰措施

根据现场实际情况，针对现场总线的干扰源可采取以下策略：

1）远离干扰源。动力设备和电力电缆对现场总线的干扰与距离的平方成反比，即随距离的增大干扰衰减非常快。因此在设备安装放电缆时，在电缆夹层和电缆钩中就要将动力电缆和现场总线分开保持一定距离。

2）现场总线设备和电缆采取屏蔽措施。现场总线屏蔽的原理：一是外来电磁波在金属表面产生涡流，从而抵消原来的磁场；二是电磁波在金属表面产生反射损耗而另一部分透射波在金属屏蔽层内传播过程中衰减产生吸收损耗。现场总线的屏蔽是利用由导电材料制成的屏蔽并结合接地来切断干扰源。

3）采用UPS电源或隔离变压器可防止来自工频电源的干扰。

4）网段中间加中继放大器。中继器不但可隔离它之后的干扰信号，而且对它前段的网络信号有放大作用。

5）采用光缆传输信号。在现场总线传输速度高传输距离远干扰大的情况下尽可能地采用光缆。采用光缆后有效解决了辐射扰和传导干扰的众多问题。若在不共地两点之间或者在接地状况很不好的情况下采用光缆传输现场总线信号，可有效防止接地环流等干扰。

6）正确选择和安装传动系统。传动系统的整流部分采用12脉冲整流可有效消除5次和7次谐波。传动柜与电机之间的动力电缆一定要采用良好屏蔽且三芯对称的电力电缆。在精整线安装调试期间就碰过现场总线网络故障，如5P传动网，各逆变器都无规律地报通讯故障，检查NPBA－12和接线都没有问题，主PLC重新下硬件组态还是无效，最后只能将从PLC到各逆变器的DP网线全部套金属软管，金属软管与传动装置的地接触好。这样才解决掉网络通讯故障。还有一种现象就是每当在一条DP网上新增加一个从站，特别是变频器做从站时。在启动或停止变频器瞬间该变频器就报通讯故障，而且还会造成该网络上其它站不稳定，但变频器处于运行和静态时网络又正常，采取各种屏蔽措施都没有效果，最后在该变频器前端加一中继放大器后才消除网络故障。

总体来说，对现场总线造成干扰较多的还是来自传动的高频干扰。因此对新设备的线路安装要严格按照国标或国际标准来施工，对后期的扩容也要留有余量。

4 结束语

Profibus－DP现场总线技术在精整生产线中的应用总的来说是成功的。系统运行3年来，相对稳定。发生网络故障的概率很低，一般出故障时都是发生在现场环境较恶劣的地方（如连轧机的芯棒支撑机架处和穿孔机下辊喂入角调整电机处等），故障原因大多数是从站电源线路或网线连接处的问题。在系统调试初期出现过因电磁干扰造成的通讯故障，但经过对线路的屏蔽处理后，DP网由电磁干扰造成的通讯故障基本上没有。实践表明，该系统具有简单实用，运行稳定可靠且操作维护方便等优点，为企业取得了良好的经济效益。