Élément central de certains équipements d'automatisation, la fiabilité et la stabilité du système de commande de mouvement influent directement sur les performances de ces équipements. L'un des principaux facteurs affectant cette fiabilité et cette stabilité est le problème des interférences. Par conséquent, la résolution efficace de ce problème d'interférences est un aspect crucial à prendre en compte lors de la conception d'un système de commande de mouvement.
1. Phénomène d'interférence
Dans cette application, les principaux phénomènes d'interférence suivants sont fréquemment rencontrés :
1. Lorsque le système de commande n'émet pas d'ordre, le moteur tourne de manière irrégulière.
2. Lorsque le servomoteur s'arrête et que le contrôleur de mouvement lit la position du moteur, la valeur renvoyée par l'encodeur photoélectrique à l'extrémité du moteur saute de manière aléatoire.
3. Lorsque le servomoteur est en marche, la valeur lue par l'encodeur ne correspond pas à la valeur de la commande émise, et la valeur d'erreur est aléatoire et irrégulière.
4. Lorsque le servomoteur est en marche, la différence entre la valeur lue par l'encodeur et la valeur de commande émise est une valeur stable ou change périodiquement.
5. L'équipement qui partage la même alimentation électrique que le système servo AC (tel qu'un écran, etc.) ne fonctionne pas correctement.
2. Analyse des sources d'interférences
Il existe deux principaux types de canaux qui interfèrent avec l'entrée dans le système de commande de mouvement :
1. Interférence du canal de transmission du signal, l'interférence pénètre par le canal d'entrée du signal et le canal de sortie connectés au système ;
2. Interférences du système d'alimentation électrique.
Le canal de transmission du signal est le moyen par lequel le système de commande ou le conducteur reçoit des signaux de retour d'information et envoie des signaux de commande. Étant donné que l'onde d'impulsion sera retardée et déformée sur la ligne de transmission, l'atténuation et les interférences de canal, dans le processus de transmission, les interférences à long terme sont le principal facteur.
Toute alimentation et ligne de transmission présente des résistances internes. Ce sont ces résistances qui sont à l'origine des interférences. En l'absence de résistance interne, quel que soit le type de bruit, un court-circuit dans l'alimentation permettrait d'absorber les perturbations et d'éviter l'apparition de tensions parasites sur la ligne. Le variateur de fréquence d'un servomoteur est lui-même une source importante d'interférences et peut perturber d'autres équipements via l'alimentation.
Système de contrôle de mouvement
Trois, mesures anti-interférences
1. Conception anti-interférences du système d'alimentation électrique
(1) Mettez en œuvre l'alimentation électrique par groupes, par exemple, séparez l'alimentation d'entraînement du moteur de l'alimentation de commande pour éviter les interférences entre les appareils.
(2) L'utilisation de filtres antiparasites permet également de supprimer efficacement les interférences des servomoteurs à courant alternatif avec d'autres équipements. Cette mesure permet de supprimer efficacement les phénomènes d'interférence mentionnés ci-dessus.
(3) Un transformateur d'isolement est utilisé. Étant donné que le bruit haute fréquence traverse le transformateur principalement non pas par couplage d'inductance mutuelle des enroulements primaire et secondaire, mais par couplage des capacités parasites primaires et secondaires, les côtés primaire et secondaire du transformateur d'isolement sont isolés par des couches de blindage afin de réduire leur capacité distribuée et d'améliorer ainsi la capacité à résister aux interférences en mode commun.
2. Conception anti-interférences du canal de transmission du signal
(1) Mesures d'isolation par couplage photoélectrique
Lors de la transmission à longue distance, l'utilisation de photocoupleurs permet de couper la connexion entre le système de commande et les canaux d'entrée, de sortie et d'entrée/sortie du servomoteur. Sans isolation photoélectrique, les signaux parasites externes peuvent perturber le système ou atteindre directement le servomoteur, provoquant ainsi des interférences.
Le principal avantage du couplage photoélectrique est sa capacité à supprimer efficacement les pics et diverses interférences de bruit.
Par conséquent, le rapport signal/bruit lors de la transmission du signal est considérablement amélioré. La raison principale est la suivante : bien que le bruit parasite présente une amplitude de tension élevée, son énergie est faible et ne génère qu'un courant faible. La diode électroluminescente (DEL) de l'entrée du photocoupleur fonctionne en courant, et le courant de conduction typique est de 10 à 15 mA. Ainsi, même en présence d'interférences de forte amplitude, celles-ci sont atténuées car le courant fourni est insuffisant.
(2) Transmission par câble blindé à paires torsadées et par câble long
Lors de sa transmission, le signal sera affecté par des interférences telles que le champ électrique, le champ magnétique et l'impédance du sol. L'utilisation d'un câble de blindage mis à la terre permet de réduire les interférences du champ électrique.
Comparé au câble coaxial, le câble à paires torsadées possède une bande de fréquence plus basse, mais une impédance d'onde élevée et une forte résistance au bruit de mode commun, ce qui permet d'annuler les interférences d'induction électromagnétique de l'autre.
De plus, lors de la transmission sur de longues distances, la transmission différentielle est généralement utilisée pour améliorer la résistance aux interférences. L'utilisation de câbles blindés à paires torsadées pour la transmission sur de longues distances permet de supprimer efficacement les interférences de second, troisième et quatrième ordre.
(3) Sol
La mise à la terre permet d'éliminer la tension parasite générée par le passage du courant dans le fil de terre. Outre la mise à la terre du système servo, le fil de blindage du signal doit également être mis à la terre afin d'éviter l'induction électrostatique et les interférences électromagnétiques. Une mise à la terre incorrecte peut entraîner l'apparition de ces interférences.
Date de publication : 6 mars 2021