Essendo un elemento centrale di alcune apparecchiature di automazione, l'affidabilità e la stabilità del sistema di controllo del movimento influiscono direttamente sulle prestazioni dell'apparecchiatura stessa. Uno dei principali fattori che ne influenzano l'affidabilità e la stabilità è il problema dell'anti-interferenza. Pertanto, la risoluzione efficace del problema delle interferenze è un aspetto imprescindibile nella progettazione del sistema di controllo del movimento.
1. Fenomeno di interferenza
Nell'applicazione, si riscontrano spesso i seguenti principali fenomeni di interferenza:
1. Quando il sistema di controllo non emette alcun comando, il motore ruota in modo irregolare.
2. Quando il servomotore si ferma e il controllore di movimento legge la posizione del motore, il valore restituito dall'encoder fotoelettrico all'estremità del motore varia in modo casuale.
3. Quando il servomotore è in funzione, il valore letto dall'encoder non corrisponde al valore del comando impartito e il valore di errore è casuale e irregolare.
4. Quando il servomotore è in funzione, la differenza tra il valore letto dall'encoder e il valore del comando emesso è un valore stabile o varia periodicamente.
5. L'apparecchiatura che condivide lo stesso alimentatore con il sistema servo AC (come un display, ecc.) non funziona correttamente.
2. Analisi delle fonti di interferenza
Esistono due tipi principali di canali che interferiscono con l'accesso al sistema di controllo del movimento:
1. Interferenza nel canale di trasmissione del segnale: l'interferenza entra attraverso il canale di ingresso e il canale di uscita del segnale collegati al sistema;
2. Interferenze del sistema di alimentazione.
Il canale di trasmissione del segnale è il mezzo attraverso il quale il sistema di controllo o il driver ricevono segnali di feedback e inviano segnali di controllo. Poiché l'onda impulsiva subisce ritardi e distorsioni sulla linea di trasmissione, si verificano attenuazione e interferenze di canale; nel processo di trasmissione, le interferenze a lungo termine rappresentano il fattore principale.
In qualsiasi alimentatore e linea di trasmissione sono presenti resistenze interne. Sono proprio queste resistenze interne a causare le interferenze di rumore dell'alimentatore. In assenza di resistenze interne, qualsiasi tipo di rumore verrebbe assorbito dal cortocircuito dell'alimentatore, senza che si generi alcuna tensione di interferenza sulla linea. Anche il driver del sistema servo AC stesso rappresenta una forte fonte di interferenza e può interferire con altre apparecchiature attraverso l'alimentatore.
Sistema di controllo del movimento
Tre misure anti-interferenza
1. Progettazione anti-interferenza del sistema di alimentazione
(1) Implementare l'alimentazione in gruppi, ad esempio, separare l'alimentazione di azionamento del motore dall'alimentazione di controllo per evitare interferenze tra i dispositivi.
(2) L'uso di filtri antirumore può anche sopprimere efficacemente l'interferenza dei servomotori CA con altre apparecchiature. Questa misura può sopprimere efficacemente i fenomeni di interferenza sopra menzionati.
(3) Viene adottato il trasformatore di isolamento. Considerando che il rumore ad alta frequenza attraversa il trasformatore principalmente non per accoppiamento di induttanza mutua degli avvolgimenti primario e secondario, ma per accoppiamento delle capacità parassite primario e secondario, i lati primario e secondario del trasformatore di isolamento sono isolati da strati di schermatura per ridurre la loro capacità distribuita e migliorare la capacità di resistere alle interferenze di modo comune.
2. Progettazione anti-interferenza del canale di trasmissione del segnale
(1) Misure di isolamento dell'accoppiamento fotoelettrico
Nel processo di trasmissione a lunga distanza, l'uso di fotoaccoppiatori può interrompere la connessione tra il sistema di controllo e il canale di ingresso, il canale di uscita e i canali di ingresso e uscita del servoazionamento. Se non viene utilizzato l'isolamento fotoelettrico nel circuito, il segnale di interferenza esterno a picco entrerà nel sistema o direttamente nel dispositivo di azionamento del servoazionamento, causando il primo fenomeno di interferenza.
Il vantaggio principale dell'accoppiamento fotoelettrico è che può sopprimere efficacemente i picchi e varie interferenze di rumore,
Pertanto, il rapporto segnale/rumore nel processo di trasmissione del segnale risulta notevolmente migliorato. Il motivo principale è il seguente: sebbene il rumore di interferenza abbia un'ampiezza di tensione elevata, la sua energia è ridotta e può generare solo una corrente debole. Il diodo a emissione luminosa (LED) della parte di ingresso del fotoaccoppiatore funziona in corrente, con una corrente di conduzione tipica di 10-15 mA; di conseguenza, anche in presenza di un'interferenza di elevata ampiezza, questa viene soppressa perché il LED non è in grado di fornire una corrente sufficiente.
(2) Cavo schermato a doppino intrecciato e trasmissione a filo lungo
Durante la trasmissione, il segnale sarà influenzato da fattori di interferenza quali campo elettrico, campo magnetico e impedenza di terra. L'utilizzo di un filo di schermatura con messa a terra può ridurre l'interferenza del campo elettrico.
Rispetto al cavo coassiale, il cavo a doppino intrecciato ha una banda di frequenza inferiore, ma presenta un'elevata impedenza d'onda e una forte resistenza al rumore di modo comune, che consente di annullare reciprocamente le interferenze di induzione elettromagnetica.
Inoltre, nel processo di trasmissione a lunga distanza, la trasmissione differenziale del segnale viene generalmente utilizzata per migliorare le prestazioni anti-interferenza. L'uso di cavi schermati a doppino intrecciato per la trasmissione a lunga distanza può sopprimere efficacemente i fenomeni di interferenza di secondo, terzo e quarto ordine.
(3) Terra
La messa a terra può eliminare la tensione di rumore generata quando la corrente scorre attraverso il filo di terra. Oltre a collegare il sistema servoassistito alla terra, anche il filo di schermatura del segnale dovrebbe essere messo a terra per prevenire l'induzione elettrostatica e le interferenze elettromagnetiche. Se non è correttamente messo a terra, potrebbe verificarsi il secondo fenomeno di interferenza.
Data di pubblicazione: 06-03-2021