工业现场总线的抗干扰挑战揭秘造纸机械的数字化转型难题

在造纸机械现场，抗干扰问题一直是工程师们关注的焦点。这些机器传动系统不仅占据了车间总负荷的大部分，还会产生大量高频电磁波和高次谐波，这些污染了整个车间的电网。除了机器本身，变压器、MCC柜、电力电缆和动力设备也都是可能引起干扰的源头。当这些设备启动时，它们能够产生强烈的暂态干扰。

来自工频电源的波形畸变和高次谐波若未加以隔离或滤波，也会通过供给纸机控制系统的途径进入控制系统，从而影响现场总线信号。此外，导线接触不良可能导致火花和电弧，而三相供电不平衡则会引发地面流通。

干扰可以通过导线进行传导，如地线阻抗干扰，以及辐射形式，如空间中以辐射方式传播。在采取措施之前，我们需要了解这些干扰是如何在现场总线上发生以及它们如何被防范。

远离用电设备与距离成反比减少其影响，因此我们应该将现场总线远离动力设备，并且使用分层桥架布置来分开场站主回路与辅助回路，以减少近场干扰。屏蔽也是关键，因为它可以抵消外来磁场并吸收透射后的剩余能量。而UPS（无功率供应）或隔离变压器可防止来自工频来源的污染。此外，在长距离、高速度环境下，采用光纤通信技术能够有效解决辐射及传导噪声问题。

接地同样重要，它保护操作人员安全并提供电子测量中的参考基准。单点接地简化了安装但增加了长度；多点接地缩短长度却易于形成复杂的地回路。在选择方法时应考虑工作频率：低于1MHz为单点，10MHz以上为多点，或两者结合使用。在长距离情况下应采用多点接法避免过大的阻抗带来的噪声增益。