ما مدى معرفتك بتحليل مقاومة التداخل لنظام التحكم في الحركة؟

باعتبارها جزءًا أساسيًا من بعض معدات الأتمتة، تؤثر موثوقية واستقرار نظام التحكم في الحركة بشكل مباشر على أداء المعدات، ومن أهم العوامل المؤثرة على موثوقيته واستقراره مشكلة مقاومة التداخل. لذا، فإن كيفية حل مشكلة التداخل بفعالية أمر لا يمكن تجاهله في تصميم نظام التحكم في الحركة.

1. ظاهرة التداخل

في هذا التطبيق، غالباً ما يتم مواجهة ظواهر التداخل الرئيسية التالية:
1. عندما لا يصدر نظام التحكم أمراً، يدور المحرك بشكل غير منتظم.
2. عندما يتوقف محرك المؤازرة عن الحركة ويقرأ جهاز التحكم في الحركة موضع المحرك، فإن القيمة التي يتم إرجاعها بواسطة المشفر الكهروضوئي في نهاية المحرك تقفز بشكل عشوائي.
3. عندما يكون محرك المؤازرة قيد التشغيل، فإن قيمة قراءة المشفر لا تتطابق مع قيمة الأمر الصادر، وتكون قيمة الخطأ عشوائية وغير منتظمة.
4. عندما يكون محرك المؤازرة قيد التشغيل، يكون الفرق بين قيمة المشفر المقروءة وقيمة الأمر الصادر قيمة ثابتة أو يتغير بشكل دوري.
5. المعدات التي تشترك في نفس مصدر الطاقة مع نظام المؤازرة AC (مثل الشاشة، وما إلى ذلك) لا تعمل بشكل صحيح.

2. تحليل مصادر التداخل

هناك نوعان رئيسيان من القنوات التي تتداخل مع دخول نظام التحكم في الحركة:

1- تداخل قناة نقل الإشارة، يدخل التداخل من خلال قناة إدخال الإشارة وقناة الإخراج المتصلة بالنظام؛
2- تداخل نظام إمداد الطاقة.

تُعد قناة نقل الإشارة هي الطريقة التي يستقبل بها نظام التحكم أو السائق إشارات التغذية الراجعة ويرسل إشارات التحكم، لأن موجة النبض ستتأخر وتتشوه على خط النقل، والتوهين وتداخل القناة، في عملية النقل، يُعد التداخل طويل المدى هو العامل الرئيسي.

توجد مقاومات داخلية في جميع خطوط التغذية الكهربائية ونقل الطاقة. هذه المقاومات الداخلية هي التي تُسبب تداخل الضوضاء في مصدر الطاقة. في حال انعدام المقاومة الداخلية، لن يتولد أي جهد تداخل في الخط، بغض النظر عن نوع الضوضاء التي يمتصها مصدر الطاقة عند حدوث قصر في الدائرة. كما أن مُشغّل نظام المؤازرة AC نفسه يُعدّ مصدرًا قويًا للتداخل، إذ يُمكنه التأثير على الأجهزة الأخرى عبر مصدر الطاقة.

أنظمة التحكم في الحركة

ثلاثة، تدابير مكافحة التدخل

1. تصميم نظام إمداد الطاقة لمقاومة التداخل

(1) قم بتنفيذ مصدر الطاقة في مجموعات، على سبيل المثال، افصل طاقة تشغيل المحرك عن طاقة التحكم لمنع التداخل بين الأجهزة.
(2) يمكن أيضًا استخدام مرشحات الضوضاء للحدّ بشكل فعّال من تداخل محركات المؤازرة AC مع المعدات الأخرى. هذا الإجراء يُسهم بفعالية في الحدّ من ظواهر التداخل المذكورة أعلاه.
(3) تم اعتماد محول العزل. ونظرًا لأن الضوضاء عالية التردد تمر عبر المحول بشكل رئيسي ليس عن طريق اقتران الحث المتبادل بين الملفين الابتدائي والثانوي، ولكن عن طريق اقتران السعات الطفيلية بينهما، فقد تم عزل الجانبين الابتدائي والثانوي لمحولات العزل بطبقات واقية لتقليل سعتها الموزعة وتحسين قدرتها على مقاومة التداخل ذي النمط المشترك.

2. تصميم قناة نقل الإشارة لمقاومة التداخل

(1) تدابير عزل الاقتران الكهروضوئي
في عملية الإرسال لمسافات طويلة، يمكن استخدام المقارنات الضوئية لفصل الاتصال بين نظام التحكم وقنوات الإدخال والإخراج، وكذلك بين قنوات الإدخال والإخراج لمحرك المؤازرة. في حال عدم استخدام العزل الكهروضوئي في الدائرة، ستدخل إشارة تداخل خارجية حادة إلى النظام أو مباشرةً إلى جهاز محرك المؤازرة، مما يتسبب في ظاهرة التداخل الأولي.
تتمثل الميزة الرئيسية للاقتران الكهروضوئي في قدرته على كبح الارتفاعات المفاجئة والتشويش المتنوع بشكل فعال.
لذا، تتحسن نسبة الإشارة إلى الضوضاء في عملية نقل الإشارة بشكل كبير. والسبب الرئيسي هو: على الرغم من أن ضوضاء التداخل لها سعة جهد كبيرة، إلا أن طاقتها صغيرة ولا تُنتج سوى تيار ضعيف. يعمل الصمام الثنائي الباعث للضوء في الجزء المدخل من المُقترن الضوئي في حالة تيار، ويبلغ تيار التوصيل عادةً 10-15 مللي أمبير، لذا حتى في حالة وجود تداخل ذي سعة عالية، يتم قمعه لعدم قدرته على توفير تيار كافٍ.

(2) نقل البيانات عبر الأسلاك المجدولة المحمية والأسلاك الطويلة
ستتأثر الإشارة بعوامل التداخل مثل المجال الكهربائي والمجال المغناطيسي ومقاومة الأرض أثناء الإرسال. ويمكن تقليل تداخل المجال الكهربائي باستخدام سلك حماية مؤرض.
بالمقارنة مع الكابل المحوري، فإن كابل الزوج المجدول لديه نطاق تردد أقل، ولكنه يتمتع بمقاومة موجية عالية ومقاومة قوية للضوضاء ذات الوضع المشترك، مما يمكن أن يلغي تداخل الحث الكهرومغناطيسي لبعضهما البعض.
بالإضافة إلى ذلك، في عملية الإرسال لمسافات طويلة، يُستخدم عادةً الإرسال التفاضلي للإشارة لتحسين مقاومة التداخل. كما أن استخدام الأسلاك المجدولة المحمية في الإرسال لمسافات طويلة يُمكن أن يُقلل بشكل فعال من ظواهر التداخل من الدرجة الثانية والثالثة والرابعة.

(3) الأرض
يُمكن للتأريض التخلص من جهد التشويش الناتج عن مرور التيار عبر سلك التأريض. بالإضافة إلى توصيل نظام المؤازرة بالأرض، يجب تأريض سلك حماية الإشارة أيضًا لمنع الحث الكهروستاتيكي والتداخل الكهرومغناطيسي. في حال عدم تأريضه بشكل صحيح، قد تحدث ظاهرة التداخل الثانية.