ما الذي يمكن أن يسبب فقدان الحزم على الشبكة المحلية؟ هناك خيارات مختلفة: التكرار لم تتم تهيئته بشكل صحيح ، أو الشبكة لا يمكن أن تتعامل مع الحمل ، أو أن LAN "اقتحام". لكن السبب ليس دائمًا في طبقة الشبكة.
قامت شركة LLC N بتصنيع أنظمة التحكم في العمليات الآلية وأنظمة المراقبة بالفيديو الخاصة بمنجم الشركة ، ولن نمنح الأسماء بناءً على
مفاتيح Phoenix Contact .
كانت هناك مشاكل في قسم واحد من الشبكة. بين المحولات FL SWITCH 3012E-2FX -
2891120 و FL SWITCH 3006T-2FX -
2891036 ، كانت قناة الاتصال غير مستقرة للغاية.
تم توصيل الأجهزة بواسطة كبل نحاسي وضعت في قناة واحدة باستخدام كبل طاقة 6 كيلو فولت. يخلق كابل الطاقة مجالًا كهرومغناطيسيًا قويًا تسبب في حدوث تداخل. لا تملك المفاتيح الصناعية التقليدية مناعة كافية للضوضاء ، لذا فقد بعض البيانات.
عندما تم تثبيت مفاتيح FL SWITCH 3012E-2FX -
2891120 من كلا الطرفين ، استقر الاتصال. هذه المفاتيح تتوافق مع IEC 61850-3. من بين أشياء أخرى ، يصف الجزء 3 من هذه المواصفة القياسية متطلبات التوافق الكهرومغناطيسي (EMC) للأجهزة المثبتة في محطات الطاقة والمحطات الفرعية.
لماذا التبديل مع EMC المحسن أداء أفضل؟
EMC - عام
اتضح أن استقرار نقل البيانات في شبكة محلية لا يتأثر فقط بالتكوين الصحيح للمعدات وكمية البيانات المنقولة. يمكن أن يكون سبب الحزم المفقودة أو التبديل الفاشل هو التداخل الكهرومغناطيسي: جهاز اتصال لاسلكي تم استخدامه بجوار معدات الشبكة ، أو كبل طاقة موصول بالجوار ، أو مفتاح طاقة فتح الدائرة خلال دائرة كهربائية قصيرة.
جهاز اتصال لاسلكي وكابل وتبديل هي مصادر التداخل الكهرومغناطيسي. تم تصميم المفاتيح ذات التوافق الكهرومغناطيسي المعزز بحيث تعمل بشكل طبيعي عند تعرضها لهذا التداخل.
هناك نوعان من التداخل الكهرومغناطيسي: حثي وموصل.
ينتقل الضجيج الاستقرائي عبر المجال الكهرومغناطيسي "عبر الهواء". ويطلق على هذا التداخل أيضًا تشع أو يشع.
ينتقل التداخل الذي يحدث عبر الموصلات: الأسلاك ، الأرض ، إلخ.
يحدث التداخل الاستقرائي عند التعرض لحقل كهرومغناطيسي أو مغناطيسي قوي. قد يكون سبب التداخل الذي يحدث هو تبديل الدوائر الحالية ، وضربات البرق ، والبقول ، إلخ.
يمكن أن تتأثر المفاتيح ، مثل جميع المعدات ، بالتداخل الاستقرائي والتشغيلي.
دعنا ننظر إلى مصادر التداخل المختلفة في منشأة صناعية ، ونوع التدخل الذي يخلقونه.
مصادر التدخل
أجهزة انبعاث الراديو (أجهزة الاتصال اللاسلكي ، الهواتف المحمولة ، معدات اللحام ، الأفران الاستقراءية ، إلخ.)أي جهاز ينبعث منها مجال الكهرومغناطيسي. يعمل هذا المجال الكهرومغناطيسي على المعدات على حد سواء الحث والتوصيل.
إذا تم إنشاء الحقل بقوة كافية ، فيمكنه إنشاء تيار في الموصل ، مما سيعطل عملية إرسال الإشارة. يمكن أن يؤدي التداخل القوي جدًا إلى إيقاف تشغيل المعدات. وبالتالي ، يتجلى تأثير حثي.
يستخدم موظفو التشغيل والخدمات الأمنية الهواتف المحمولة وأجهزة الاتصال اللاسلكي للتواصل مع بعضهم البعض. تعمل أجهزة الإرسال الإذاعي والتلفزيوني الثابتة في المنشآت ؛ يتم تثبيت أجهزة Bluetooth و WiFi على المنشآت المحمولة.
جميع هذه الأجهزة هي مولدات المجال الكهرومغناطيسي قوية. لذلك ، للتشغيل العادي في بيئة صناعية ، يجب أن تكون المفاتيح قادرة على تحمل التداخل الكهرومغناطيسي.
يتم تحديد البيئة الكهرومغناطيسية بواسطة شدة المجال الكهرومغناطيسي.
عند اختبار التبديل الخاص بالحصانة للمجالات الكهرمغنطيسية ، يتم إحداث مجال قدره 10 فولت / م على المفتاح. في هذه الحالة ، يجب أن يعمل المفتاح بالكامل.
أي الموصلات داخل التبديل ، وكذلك جميع الكابلات ، هي الهوائيات استقبال السلبي. يمكن للأجهزة التي تصدر عن الراديو أن تتسبب في تداخل كهرمغنطيسي في مدى الترددات من 150 هرتز إلى 80 ميجا هرتز. يستحث الحقل الكهرومغناطيسي الفولتية في هذه الموصلات. هذه الفولتية ، بدورها ، تسبب التيارات التي تتداخل مع التبديل.
لاختبار التبديل مناعة للتداخل الكهرومغناطيسي ، يتم تطبيق الجهد على منافذ البيانات ومنافذ الطاقة. يحدد GOST R 51317.4.6-99 قيمة الجهد 10 فولت لمستوى عال من الإشعاع الكهرومغناطيسي. في هذه الحالة ، يجب أن يعمل المفتاح بالكامل.
الحالية في كابلات الكهرباء ، خطوط الكهرباء ، الدوائر الأرضية
التيار في كابلات الكهرباء ، خطوط الكهرباء ، الدوائر الأرضية يخلق مجال مغناطيسي للتردد الصناعي (50 هرتز). إن تأثير المجال المغنطيسي يخلق تيارًا في الموصل المغلق ، والذي يمثل عقبة.
ينقسم المجال المغناطيسي للتردد الصناعي إلى:
- المجال المغنطيسي ذي الكثافة الثابتة والمنخفضة نسبياً الناجم عن التيارات تحت ظروف التشغيل العادية ؛
- مجال مغناطيسي عالي نسبيًا ناجم عن التيارات تحت ظروف الطوارئ ، يعمل لفترة قصيرة حتى يتم تشغيل الأجهزة.
عند اختبار المفاتيح على استقرار المجال المغناطيسي للتردد الصناعي ، يتم توفير مجال قدره 100 A / م لفترة طويلة و 1000 A / m لمدة 3 ثوانٍ. أثناء التحقق ، يجب أن تعمل المفاتيح بالكامل.
للمقارنة ، يقوم فرن الميكروويف المنزلي التقليدي بإنشاء مجال مغناطيسي يصل إلى 10 أ / م.
ضربات البرق ، ظروف الطوارئ في الشبكات الكهربائية
تتداخل ضربات البرق أيضًا مع معدات الشبكة. لا تدوم طويلاً ، لكن يمكن أن يصل حجمها إلى عدة آلاف فولت. يسمى هذا التدخل النبضي.
يمكن تطبيق ضوضاء الاندفاع على منافذ الطاقة الخاصة بالمفتاح ، وعلى منافذ نقل البيانات. نظرًا للقيم العالية للجهد الزائد ، فيمكنهما تعطيل عمل الجهاز وحرقه تمامًا.
ضربة البرق هي حالة خاصة من الضوضاء الدافع. يمكن أن يعزى ذلك إلى الضوضاء النبضية الدقيقة من الطاقة العالية.
يمكن أن تكون ضربة الصواعق من أنواع مختلفة: ضربة صاعقة في دائرة جهد خارجي ، وضربة غير مباشرة ، وضربة في الأرض.
عندما يضرب البرق دائرة الجهد الخارجي ، يحدث التداخل بسبب تدفق التصريف الكبير الذي يتدفق عبر الدائرة الخارجية والدائرة الأرضية.
ضربة صاعقة غير مباشرة هي تصريف البرق بين السحب. خلال هذه الصدمات ، تتشكل الحقول الكهرومغناطيسية. أنها تحفز الفولتية أو التيارات في الموصلات للنظام الكهربائي. هذا يسبب التدخل.
عندما يضرب البرق الأرض ، يتدفق التيار عبر الأرض. يمكن أن تخلق فرقا محتملا في نظام التأريض للسيارة.
بالضبط نفس التدخل يخلق تبديل البنوك مكثف. هذا التبديل هو التحول عابرة. جميع العابرين التبديل تسبب التداخل النبضي الجزئي للطاقة العالية.
يمكن أن تؤدي التغيرات السريعة في الجهد أو التيار عند تشغيلها بواسطة الأجهزة الواقية أيضًا إلى تشكيل ضوضاء نابض بالميكرو ثانية في الدوائر الداخلية.
لاختبار التبديل للحصول على حصانة الضوضاء الدافع ، يتم استخدام مولدات نبض اختبار خاص. على سبيل المثال ، UCS 500N5. يوفر هذا المولد نبضات ذات معلمات مختلفة لمنافذ التبديل التي تم اختبارها. تعتمد معايير البقول على الاختبارات التي يتم إجراؤها. يمكن أن تختلف في شكل نبض ، ومقاومة الانتاج ، والجهد ، ووقت التعرض.
أثناء اختبارات مقاومة التداخل النبضي بالثانية ، يتم توفير نبضات 2 كيلو فولت لمنافذ الطاقة. منافذ البيانات - 4 كيلو فولت. من خلال هذا الفحص ، يُفترض أن العملية قد تتوقف ، ولكن بعد اختفاء التداخل ، قد يتعافى من تلقاء نفسه.
التبديل الأحمال التفاعلية ، "ترتد" من الاتصالات التتابع ، التبديل عند تصحيح AC
في النظام الكهربائي ، يمكن أن تحدث عمليات التبديل المختلفة: انقطاع الأحمال الاستقرائية ، وفتح جهات اتصال التتابع ، إلخ.
عمليات التحويل هذه تخلق ضوضاء دافعة أيضًا. مدتها هي من نانوثانية واحدة إلى ميكروثانية واحدة. وتسمى هذه الضوضاء الدافع ضوضاء النانو ثانية الدافعة.
للاختبار ، يتم تغذية حزم من نبضات النانو ثانية للمفاتيح. يتم تغذية البقول إلى منافذ الطاقة ومنافذ البيانات.
يتم توفير نبضات 2 كيلو فولت لمنافذ الطاقة ، و 4 كيلو فولت لمنافذ البيانات.
أثناء إجراء اختبارات لتأثير ضوضاء النانو ثانية ، يجب أن تعمل المفاتيح بالكامل.
الحديث المتبادل من المعدات الإلكترونية الصناعية ، والمرشحات والكابلات
عندما يتم تثبيت المفتاح بالقرب من أنظمة توزيع الطاقة أو معدات الطاقة الإلكترونية ، يمكن تحفيز الفولتية غير المتماثلة فيها. وتسمى هذه التقاطات التي أجريت التداخل الكهرومغناطيسي.
المصادر الرئيسية للتداخل الذي تم إجراؤه هي:
- أنظمة توزيع الطاقة ، بما في ذلك التيار المباشر وتردد 50 هرتز ؛
- معدات الطاقة الإلكترونية.
اعتمادًا على المصدر ، ينقسم التداخل إلى نوعين:
- الجهد المستمر وتردد الجهد من 50 هرتز. الدارات القصيرة وغيرها من الأعطال في أنظمة التوزيع تولد التداخل على التردد الأساسي ؛
- الجهد في نطاق الترددات من 15 هرتز إلى 150 كيلو هرتز. عادةً ما يتم إنشاء هذا التداخل بواسطة الأنظمة الإلكترونية للطاقة.
لاختبار المفاتيح ، يتم تطبيق جهد التشغيل 30 فولت بشكل مستمر على منافذ نقل الطاقة والبيانات والجهد الفعال 300 فولت لمدة 1 ثانية. تتوافق قيم الجهد هذه مع أعلى درجات صلابة اختبارات GOST.
يجب أن تتحمل المعدات مثل هذه التأثيرات إذا كانت مثبتة في بيئة كهرومغناطيسية قاسية. يتميز بـ:
- سيتم توصيل الأجهزة التي تم اختبارها بشبكات كهربائية منخفضة الجهد وخطوط جهد متوسطة ؛
- سيتم توصيل الأجهزة بنظام التأريض للمعدات ذات الجهد العالي ؛
- تستخدم محولات الطاقة التي تضخ تيارات كبيرة في نظام التأريض.
يمكن العثور على ظروف مماثلة في المحطات أو المحطات الفرعية.
تصحيح الجهد المتردد عند شحن البطاريات
بعد التصحيح ، نبض الجهد الناتج دائما. أي أن قيم الجهد تتغير بشكل عشوائي أو دوري.
إذا كانت المحولات مدعومة بجهد DC ، فإن الجهد التموج الكبير يمكن أن يعطل تشغيل الأجهزة.
وكقاعدة عامة ، تستخدم جميع الأنظمة الحديثة فلاتر تنعيم خاصة ومستوى التموج ليس كبيرًا. لكن الوضع يتغير عندما يتم تثبيت البطاريات في نظام امدادات الطاقة. عند شحن البطاريات ، يزداد التموج.
لذلك ، من الضروري أيضًا مراعاة إمكانية حدوث هذا التداخل.
استنتاج
تتيح المحولات ذات التوافق الكهرومغناطيسي المحسن إرسال البيانات في البيئات الكهرومغناطيسية القاسية. في مثال المنجم ، في بداية المقالة ، تعرض كابل البيانات لحقل مغناطيسي قوي من التردد الصناعي وأجرى ضوضاء في نطاق التردد من 0 إلى 150 كيلو هرتز. لا يمكن للمفاتيح الصناعية التقليدية التعامل مع نقل البيانات في مثل هذه الظروف وفقدت الحزم.
يمكن للمفاتيح ذات التوافق الكهرومغناطيسي المحسن أن تعمل بشكل كامل عندما تتعرض للتداخل التالي:
- المجالات الكهرومغناطيسية للترددات الراديوية ؛
- المجالات المغناطيسية للتردد الصناعي.
- الدافع الضوضاء النانوسيكند.
- ميكروثانية الضوضاء النبضية عالية الطاقة ؛
- إجراء الضوضاء الناجمة عن المجال الكهرومغناطيسي للترددات الراديوية ؛
- إجراء تداخل في مدى الترددات من 0 إلى 150 كيلو هرتز ؛
- تموج الجهد العاصمة السلطة.