Kwa nini tunahitaji swichi za viwandani na EMC iliyoboreshwa?

Kwa nini pakiti zinaweza kupotea kwenye LAN? Kuna chaguo tofauti: uhifadhi umewekwa vibaya, mtandao hauwezi kukabiliana na mzigo, au LAN ni "dhoruba". Lakini sababu sio daima iko kwenye safu ya mtandao.

Kampuni ya Arktek LLC ilifanya mifumo ya udhibiti wa mchakato otomatiki na mifumo ya uchunguzi wa video kwa mgodi wa Rasvumchorrsky wa Apatit JSC kulingana na Swichi za Mawasiliano ya Phoenix.

Kulikuwa na matatizo katika sehemu moja ya mtandao. Kati ya swichi za FL SWITCH 3012E-2FX - 2891120 na FL SWITCH 3006T-2FX - 2891036 chaneli ya mawasiliano haikuwa thabiti sana.

Vifaa viliunganishwa na kebo ya shaba iliyowekwa kwenye chaneli moja hadi kebo ya nguvu ya kV 6. Cable ya nguvu hujenga uwanja wenye nguvu wa umeme, ambayo husababisha kuingiliwa. Swichi za kawaida za viwanda hazina kinga ya kutosha ya kelele, kwa hivyo data fulani ilipotea.

Wakati swichi za FL SWITCH 3012E-2FX ziliwekwa kwenye ncha zote mbili - 2891120, muunganisho umetulia. Swichi hizi zinatii IEC 61850-3. Miongoni mwa mambo mengine, Sehemu ya 3 ya kiwango hiki inaeleza mahitaji ya uoanifu wa sumakuumeme (EMC) kwa vifaa ambavyo vimesakinishwa katika mitambo na vituo vidogo.

Kwa nini swichi zilizo na EMC iliyoboreshwa zilifanya vyema zaidi?

EMC - masharti ya jumla

Inatokea kwamba utulivu wa maambukizi ya data kwenye LAN huathiriwa sio tu na usanidi sahihi wa vifaa na kiasi cha data iliyohamishwa. Pakiti zilizoshuka au swichi iliyovunjika inaweza kusababishwa na kuingiliwa kwa sumakuumeme: redio ambayo ilitumiwa karibu na vifaa vya mtandao, kebo ya umeme iliyowekwa karibu, au swichi ya nguvu iliyofungua mzunguko wakati wa mzunguko mfupi.

Redio, kebo na swichi ni vyanzo vya kuingiliwa kwa sumakuumeme. Swichi Zilizoimarishwa za Upatanifu wa Kiumeme (EMC) zimeundwa kufanya kazi kwa njia ya kawaida zinapoathiriwa na ukatizaji huu.

Kuna aina mbili za kuingiliwa kwa sumakuumeme: kufata na kufanywa.

Kuingilia kati kwa kufata hupitishwa kupitia uwanja wa sumakuumeme "kupitia hewa". Uingiliaji huu pia huitwa kuingiliwa kwa mionzi au mionzi.

Uingilivu unaofanywa hupitishwa kwa njia ya waendeshaji: waya, ardhi, nk.

Uingiliano wa kufata neno hutokea unapofichuliwa na uga wenye nguvu wa sumakuumeme au sumaku. Uingilivu unaofanywa unaweza kusababishwa na kubadili nyaya za sasa, mgomo wa umeme, mapigo, nk.

Swichi, kama vifaa vyote, zinaweza kuathiriwa na kelele ya kufata neno na inayoendeshwa.

Hebu tuangalie vyanzo mbalimbali vya kuingiliwa katika kituo cha viwanda, na ni aina gani ya kuingiliwa wanayounda.

Vyanzo vya kuingiliwa

Vifaa vya kutoa redio (walkie-talkies, simu za rununu, vifaa vya kulehemu, vinu vya kuingiza sauti, n.k.)
Kifaa chochote hutoa uwanja wa sumakuumeme. Sehemu hii ya sumakuumeme huathiri vifaa kwa kufata neno na kwa njia ya conductive.

Ikiwa shamba linazalishwa kwa nguvu ya kutosha, inaweza kuunda sasa katika kondakta, ambayo itasumbua mchakato wa maambukizi ya ishara. Uingiliaji mkubwa sana unaweza kusababisha kuzima kwa vifaa. Kwa hivyo, athari ya kufata inaonekana.

Wafanyakazi wa uendeshaji na huduma za usalama hutumia simu za mkononi na walkie-talkies kuwasiliana na kila mmoja. Vipeperushi vya redio na televisheni vya stationary hufanya kazi kwenye vituo; vifaa vya Bluetooth na WiFi vimesakinishwa kwenye usakinishaji wa rununu.

Vifaa hivi vyote ni jenereta zenye nguvu za sumakuumeme. Kwa hiyo, kufanya kazi kwa kawaida katika mazingira ya viwanda, swichi lazima ziwe na uwezo wa kuvumilia kuingiliwa kwa umeme.

Mazingira ya sumakuumeme imedhamiriwa na nguvu ya uwanja wa sumakuumeme.

Wakati wa kupima kubadili kwa upinzani dhidi ya athari za inductive za mashamba ya umeme, shamba la 10 V / m linaingizwa kwenye kubadili. Katika kesi hii, kubadili lazima iwe kazi kikamilifu.

Kondakta yoyote ndani ya swichi, pamoja na nyaya yoyote, ni passiv kupokea antena. Vifaa vinavyotoa redio vinaweza kusababisha mwingiliano wa sumakuumeme katika masafa ya 150 Hz hadi 80 MHz. Sehemu ya sumakuumeme hushawishi voltage katika kondakta hizi. Hizi voltages kwa upande husababisha mikondo, ambayo hutengeneza kelele katika kubadili.

Ili kujaribu swichi ya kinga ya EMI iliyofanywa, voltage inatumika kwenye milango ya data na milango ya nishati. GOST R 51317.4.6-99 inaweka thamani ya voltage ya 10 V kwa kiwango cha juu cha mionzi ya umeme. Katika kesi hii, kubadili lazima iwe kazi kikamilifu.

Sasa katika nyaya za nguvu, mistari ya nguvu, nyaya za kutuliza
Mkondo wa nyaya za umeme, nyaya za umeme na saketi za kutuliza hutengeneza eneo la sumaku la mzunguko wa viwanda (50 Hz). Mfiduo wa shamba la sumaku huunda sasa katika kondakta iliyofungwa, ambayo ni kuingiliwa.

Sehemu ya sumaku ya mzunguko wa nguvu imegawanywa katika:

  • shamba la magnetic ya kiwango cha mara kwa mara na cha chini kinachosababishwa na mikondo chini ya hali ya kawaida ya uendeshaji;
  • uwanja wa sumaku wa kiwango cha juu kinachosababishwa na mikondo chini ya hali ya dharura, ikitenda kwa muda mfupi hadi vifaa vimeanzishwa.

Wakati wa kupima swichi kwa uthabiti wa mfiduo kwa uwanja wa sumaku wa mzunguko wa nguvu, uwanja wa 100 A/m hutumiwa kwa muda mrefu na 1000 A/m kwa muda wa 3 s. Inapojaribiwa, swichi zinapaswa kufanya kazi kikamilifu.

Kwa kulinganisha, tanuri ya microwave ya kawaida ya kaya huunda nguvu ya shamba la magnetic hadi 10 A/m.

Vipimo vya umeme, hali ya dharura katika mitandao ya umeme
Vipimo vya umeme pia husababisha kuingiliwa kwa vifaa vya mtandao. Hazidumu kwa muda mrefu, lakini ukubwa wao unaweza kufikia volts elfu kadhaa. Kuingiliwa vile kunaitwa pulsed.

Kelele ya mpigo inaweza kutumika kwenye milango ya nishati ya swichi na milango ya data. Kutokana na maadili ya juu ya overvoltage, wanaweza wote kuharibu utendaji wa vifaa na kuchoma kabisa.

Mgomo wa umeme ni kesi maalum ya kelele ya msukumo. Inaweza kuainishwa kama kelele ya mapigo ya kiwango cha juu cha nishati ya microsecond.

Mgomo wa umeme unaweza kuwa wa aina tofauti: mgomo wa umeme kwa mzunguko wa nje wa voltage, mgomo usio wa moja kwa moja, mgomo chini.

Wakati umeme unapopiga mzunguko wa voltage ya nje, kuingiliwa hutokea kutokana na mtiririko wa sasa wa kutokwa kwa kiasi kikubwa kupitia mzunguko wa nje na mzunguko wa kutuliza.

Mgomo wa umeme usio wa moja kwa moja unachukuliwa kuwa kutokwa kwa umeme kati ya mawingu. Wakati wa athari hizo, mashamba ya sumakuumeme huzalishwa. Wanashawishi voltages au mikondo katika waendeshaji wa mfumo wa umeme. Hiki ndicho kinachosababisha kuingiliwa.

Wakati umeme unapiga ardhi, mkondo unapita chini. Inaweza kuunda tofauti inayoweza kutokea katika mfumo wa kutuliza gari.

Hasa kuingiliwa sawa kunaundwa kwa kubadili mabenki ya capacitor. Kubadilisha vile ni mchakato wa kubadilisha muda mfupi. Vipindi vyote vya ubadilishaji husababisha kelele ya msukumo wa microsecond yenye nishati ya juu.

Mabadiliko ya haraka ya voltage au ya sasa wakati vifaa vya kinga vinafanya kazi pia yanaweza kusababisha kelele ya mzunguko wa microsecond katika saketi za ndani.

Ili kupima kubadili kwa upinzani dhidi ya kelele ya pigo, jenereta maalum za kupima pigo hutumiwa. Kwa mfano, UCS 500N5. Jenereta hii hutoa mipigo ya vigezo mbalimbali kwa bandari za kubadili chini ya majaribio. Vigezo vya kunde hutegemea vipimo vilivyofanywa. Wanaweza kutofautiana katika umbo la mapigo, upinzani wa pato, voltage, na wakati wa mfiduo.

Wakati wa majaribio ya kinga ya kelele ya mpigo wa microsecond, mipigo ya kV 2 hutumiwa kwenye milango ya nguvu. Kwa bandari za data - 4 kV. Wakati wa mtihani huu, inachukuliwa kuwa operesheni inaweza kuingiliwa, lakini baada ya kutoweka kwa kuingiliwa, itapona yenyewe.

Kubadilisha mizigo tendaji, "kuruka" kwa anwani za relay, kubadili wakati wa kurekebisha mkondo wa kubadilisha.
Michakato mbalimbali ya kubadili inaweza kutokea katika mfumo wa umeme: usumbufu wa mizigo ya inductive, ufunguzi wa mawasiliano ya relay, nk.

Michakato kama hiyo ya kubadili pia huunda kelele ya msukumo. Muda wao ni kati ya nanosecond moja hadi microsecond moja. Kelele kama hiyo ya msukumo inaitwa kelele ya msukumo wa nanosecond.

Ili kufanya vipimo, kupasuka kwa mapigo ya nanosecond hutumwa kwa swichi. Mipigo hutolewa kwa milango ya nishati na milango ya data.

Lango la nguvu hutolewa na mipigo ya kV 2, na bandari za data hutolewa mipigo ya kV 4.
Wakati wa kupima kelele ya nanosecond, swichi lazima zifanye kazi kikamilifu.

Kelele kutoka kwa vifaa vya elektroniki vya viwandani, vichungi na nyaya
Ikiwa kubadili imewekwa karibu na mifumo ya usambazaji wa nguvu au vifaa vya umeme vya nguvu, voltages zisizo na usawa zinaweza kuingizwa ndani yao. Uingiliaji kama huo unaitwa kuingiliwa kwa sumakuumeme.

Chanzo kikuu cha usumbufu unaofanywa ni:

  • mifumo ya usambazaji wa nguvu, ikiwa ni pamoja na DC na 50 Hz;
  • vifaa vya umeme vya nguvu.

Kulingana na chanzo cha usumbufu, wamegawanywa katika aina mbili:

  • voltage mara kwa mara na voltage na mzunguko wa 50 Hz. Mzunguko mfupi na usumbufu mwingine katika mifumo ya usambazaji hutoa kuingiliwa kwa mzunguko wa msingi;
  • voltage katika bendi ya mzunguko kutoka 15 Hz hadi 150 kHz. Uingiliaji kama huo kawaida hutolewa na mifumo ya umeme ya nguvu.

Ili kujaribu swichi, milango ya nishati na data hutolewa kwa rms voltage ya 30V mfululizo na rms voltage ya 300V kwa 1 s. Thamani hizi za voltage zinalingana na kiwango cha juu cha ukali wa vipimo vya GOST.

Kifaa lazima kihimili mvuto kama huo ikiwa kimewekwa katika mazingira magumu ya sumakuumeme. Ni sifa ya:

  • vifaa vilivyojaribiwa vitaunganishwa kwenye mitandao ya umeme ya chini-voltage na mistari ya kati-voltage;
  • vifaa vitaunganishwa kwenye mfumo wa kutuliza wa vifaa vya high-voltage;
  • waongofu wa nguvu hutumiwa ambao huingiza mikondo muhimu kwenye mfumo wa kutuliza.

Hali zinazofanana zinaweza kupatikana kwenye vituo au vituo vidogo.

Urekebishaji wa voltage ya AC wakati wa kuchaji betri
Baada ya kurekebisha, voltage ya pato daima hupiga. Hiyo ni, maadili ya voltage hubadilika kwa nasibu au mara kwa mara.

Ikiwa swichi zinatumiwa na voltage ya DC, ripples kubwa za voltage zinaweza kuharibu uendeshaji wa vifaa.

Kama sheria, mifumo yote ya kisasa hutumia vichungi maalum vya kuzuia-aliasing na kiwango cha ripple sio juu. Lakini hali inabadilika wakati betri zimewekwa kwenye mfumo wa usambazaji wa nguvu. Wakati wa malipo ya betri, ripple huongezeka.

Kwa hiyo, uwezekano wa kuingiliwa vile lazima pia kuzingatiwa.

Hitimisho
Swichi zenye upatanifu ulioboreshwa wa sumakuumeme hukuruhusu kuhamisha data katika mazingira magumu ya sumakuumeme. Katika mfano wa mgodi wa Rasvumchorr mwanzoni mwa kifungu, kebo ya data ilifunuliwa na uwanja wa nguvu wa sumaku wa masafa ya viwandani na ukaingilia kati katika bendi ya masafa kutoka 0 hadi 150 kHz. Swichi za kawaida za viwanda hazikuweza kukabiliana na maambukizi ya data chini ya hali hiyo na pakiti zilipotea.

Swichi zilizo na upatanifu ulioboreshwa wa sumakuumeme zinaweza kufanya kazi kikamilifu zinapoathiriwa na mwingiliano ufuatao:

  • mashamba ya sumakuumeme ya mzunguko wa redio;
  • mashamba ya sumaku ya mzunguko wa viwanda;
  • kelele ya msukumo wa nanosecond;
  • kelele ya juu ya nishati ya microsecond;
  • uingiliaji uliofanywa unaosababishwa na uwanja wa sumakuumeme ya masafa ya redio;
  • uingiliaji uliofanywa katika safu ya mzunguko kutoka 0 hadi 150 kHz;
  • Ugavi wa umeme wa DC ripple.

Chanzo: mapenzi.com

Kuongeza maoni