工业现场总线的抗干扰探秘揭开造纸机械的数字隐秘
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三分之一，而且在运行过程中产生的高频电磁波和高次谐波会严重污染整个工厂环境。
除了机器传动系统外，还有变压器、MCC柜、电力电缆以及其他动力设备，它们都可能成为干扰源。在这些设备启动时，瞬间电流激增，产生强烈的暂态干扰。而来自工频电源的波形畸变和高次谐波，如果没有隔离或滤波，也会通过供给控制系统而影响现场总线信号。
导线接触不良造成的火花和电弧，以及三相供电不平衡导致的地面回路和屏蔽层环流，都将对现场总线造成影响。
场内干扰主要通过两种方式传播：一种是通过导线进行传导，如地线阻抗干扰；另一种是以辐射形式穿越空间，如由远距离发射出的微波等。因此，在设计时需要考虑到这两种传播途径，并采取相应措施来减少其影响。
为了防止这种干扰，我们可以采取几个策略。一方面，可以尽量远离那些大功率电子元件，以减少它们产生的噪声；另一方面，可以使用合适的屏蔽技术来保护现场总线。这包括使用金属表面的反射损耗以及吸收损耗来消除外部辐射，而不是简单地依赖于金属屏蔽层。
此外，对于来自工频电源的问题，我们可以采用UPS（无功稳定装置）或者隔离变压器来确保控制系统接入的是一个纯净、高质量的地方。此外，当信号需要长距离传输时，光纤通信是一个非常好的选择，因为它能够有效地抵御辐射与导体中的所有类型潜在噪声，同时提供了更快更可靠的数据转移速度。
最后，不同类型的问题需要不同的解决方案。例如，在纸机控制系统与MCC之间，有时候还需要特别注意接地环流问题，这就要求我们选择最合适的手段，比如单点接地还是多点接地，或许甚至是在不同条件下混合使用最佳策略。在Profibus2DP这样的通讯协议中，其发展迅速且广泛应用于造纸行业，其中通讯速率从9.6kbit/s至31.25Mbit/s不等，为用户提供了丰富多样的解决方案。
