热压罐控制系统常见的干扰问题及防范措施

杨晓平，蔺跃龙，张名城，李亮

（中国航天科工集团六院四十一所，呼和浩特 010010）

0 引言

热压罐是制造高性能复合材料制品的专用设备，广泛应用于航空航天领域，其工作的稳定性和可靠性，决定了符合材料制品的质量和性能。热压罐控制系统一般处于恶劣的工作环境中，周围电磁干扰非常严重，这些干扰会导致控制器接收错误的信号，使系统误动作，甚至会使控制器内部的数据丢失，导致控制系统失去控制。笔者根据多年的设计和现场调试经验，对热压罐控制系统使用过程中常见的干扰问题进行了分析和总结，并针对性的提出了防范措施。

1 热压罐控制系统常见干扰及防范措施

引起热压罐控制系统干扰的因素很多，主要有供电电源波动、电源电压中的高次谐波、线路敷设不合理导致干扰、接地不合理导致的干扰、变频器导致的干扰等。以下就这些问题分别进行探讨。

1）电源干扰及防范措施。供电电源波动及电源电压中的高次谐波是干扰进入热压罐电控系统的主要途径之一，供电电路的阻抗耦合是电源干扰的主要原因，各种大功率设备是导致干扰的主要源头，另外厂房电压本身的不稳定也导致了干扰产生。

因此在热压罐控制系统设计时，应加隔离变压器为控制器和各类交流电源控制器件供电，以抑制从电源线窜入的外来干扰，提高控制系统的抗高频共模干扰能力，使电压稳定在有效的输入范围内。

2）线路干扰及防范措施。在控制系统中很多信号是数字量信号（开关信号）和模拟量信号（传感器信号），且传输距离一般很长，而且系统中存在大功率晶闸管器件和变频器，这些器件也成为强大的干扰源，所以在布线时需要特别注意防止干扰。

模拟量信号尽量采用4～20 mA 的电流传输方式，这种传输方式可以远距离传输信号且可有效避免干扰。数字量信号和模拟量信号I/O 线应尽量分路布设，模拟量尽量采用屏蔽线缆，屏蔽层应一端接地，且模拟量的I/O 模块应尽量选用带有光隔离的模块，避免高频干扰。

控制系统中的控制器件应与大功率器件（大功率晶闸管和变频器等）分别安装在不同的控制柜中，防止辐射和传导的干扰。控制线与动力线应分路走线，并保持尽可能大的空间距离，避免电磁干扰。控制系统中的所有电机供电动力线应选用足够粗的，以降低异步电机启动时的线路压降。

3）接地不当的干扰及防范措施。大功率设备的接地电流可能在两个接地点之间产生较大的电位差，这会干扰控制系统的正常工作，为防止接地电流引起的交叉干扰，因此控制系统中的控制器等最好与大功率设备分别使用不同的接地装置。

4）变频器干扰及防范措施。热压罐的尾部风机需要变频控制，变频器的主电路为交—直—交变换电路，工频信号被整流成直流信号，输出基波频率可变的高频脉冲信号，载波频率会达数千甚至数万赫兹，而且变频器的输入电流含有丰富的高次谐波，高次谐波还通过电缆向空间辐射，会干扰其他控制器件。因此在变频器输入与输出端应接电抗器，来吸收并抑制高次谐波；将安装变频器的控制柜接地，以屏蔽高次谐波；变频器的输出电缆进行穿钢管敷设，避免辐射和感应干扰；变频器的接地线一定要与临近设备接地分开。

2 结语

随着自动化程度的提高，热压罐设备的控制基本实现自动控制，如果干扰导致控制效果不好或者失控，就会影响到复合材料制品的质量性能，所以必须从设计源头考虑干扰的影响并采取必要的抗干扰措施，以提高热压罐系统的工作稳定性，进而保证复合材料制品的性能。

［1］廖常初.S7-200 PLC 编程及应用［M］.北京：机械工业出版社，2010：222-224.