Tipps für die Vermeidung von EMV Problemen bei Anlagen mit SIWAREX Baugruppen

Transkript

1 Tipps für die Vermeidung von EMV Problemen bei Anlagen mit SIWAREX Baugruppen

2 Inhaltsverzeichniss Definition: EMV... 3 Einleitung... 3 Mögliche Störeinwirkungen... 3 Kopplungsmechanismen... 3 Fünf Grundregeln zur Sicherstellung der EMV... 3 Regel 1: Flächenhafte Masseverbindung... 3 Regel 2: Ordnungsgemäße Leitungsführung... 4 Regel 3: Befestigung der Leitungsschirme... 4 Regel 4: Spezielle EMV-Maßnahmen... 4 Regel 5: Einheitliches Bezugspotential... 4 Auswahl der Komponenten... 4 Montage, Anschluss und Verdrahtung... 5 Praktische Tipps...5 Schirmkonzept und Details... 6 Beispiele... 7

3 EMV gerechter Aufbau eines Wägesystems mit Siwarex Komponenten Ein Wägesystem mit SIWAREX Komponenten ist ein hochgenaues Messsystem, welches kleinste Signale zuverlässig messen muss. Aus diesem Grund ist die fachgerechte Montage und Verdrahtung für den störungsfreien Betrieb sehr wichtig. Definition: EMV EMV (elektromagnetische Verträglichkeit) beschreibt die Fähigkeit eines elektrischen Geräts, in einer vorgegebenen elektromagnetischen Umgebung fehlerfrei zu funktionieren, ohne vom Umfeld beeinflusst zu werden und ohne das Umfeld in unzulässiger Weise zu beeinflussen. Einleitung Obwohl die SIWAREX Komponenten für den Einsatz in industrieller Umgebung entwickelt wurden und hohe EMV - Anforderungen erfüllen, sollten Sie vor der Installation Ihrer Steuerung eine MV-Planung durchführen und mögliche Störquellen erfassen und in Ihre Betrachtungen einbeziehen. Mögliche Störeinwirkungen Elektromagnetische Störungen können auf unterschiedlichen Wegen in das Automatisierungssystem und in die SIWAREX FTA einwirken: - Elektromagnetische Felder, die direkt auf das System einwirken - Störungen, die über Bussignale (PROFIBUS-DP etc.) eingeschleust werden - Störungen, die über die Prozessverdrahtung (z.b. Messleitungen) einwirken - Störungen, die über Stromversorgung und/oder Schutzerde in das System gelangen Durch alle diese Störeinwirkung kann die einwandfreie Funktion der SIWAREX FTA beeinträchtigt werden. Kopplungsmechanismen Je nach Ausbreitungsmedium (leitungsgebunden oder nicht leitungsgebunden) und Entfernung zwischen Störquelle und Gerät gelangen Störungen über vier verschiedene Kopplungsmechanismen in das Automatisierungssystem: Galvanische Kopplung Kapazitive Kopplung Induktive Kopplung Strahlungskopplung Fünf Grundregeln zur Sicherstellung der EMV Wenn Sie die fünf Grundregeln beachten, können Sie in vielen Fällen die EMV sicherstellen! Regel 1: Flächenhafte Masseverbindung Achten Sie bei der Montage der Automatisierungsgeräte auf eine gut ausgeführte flächenhafte Masseverbindung der inaktiven Metallteile (siehe folgende Abschnitte). Verbinden Sie alle inaktiven Metallteile großflächig und impedanzarm mit Masse (große Querschnitte).

4 Führen Sie Schraubverbindungen an lackierten oder eloxierten Metallteilen entweder mit speziellen Kontaktscheiben aus oder entfernen Sie die isolierenden Schutzschichten an den Kontaktpunkten. Verwenden Sie für Masseverbindungen möglichst keine Aluminiumteile. Aluminium oxidiert leicht und ist daher für Masseverbindungen weniger gut geeignet. Stellen Sie eine zentrale Verbindung zwischen der Masse und dem Erder/Schutzleitersystem her. Regel 2: Ordnungsgemäße Leitungsführung Teilen Sie die Verkabelung in Leitungsgruppen ein (Starkstromleitungen, Stromversorgungsleitungen, Signalleitungen, Messleitungen, Datenleitungen). Verlegen Sie Starkstromleitungen und Mess- bzw. Datenleitungen immer in getrennten Kanälen oder Bündeln. Führen Sie Messleitungen möglichst eng an Masseflächen (z. B. Tragholmen, Metallschienen, Schrankblechen). Regel 3: Befestigung der Leitungsschirme Achten Sie auf eine einwandfreie Befestigung der Leitungsschirme. Verwenden Sie nur geschirmte Datenleitungen. Der Schirm muss auf beiden Seiten großflächig mit Masse verbunden werden. Der Schirm der Messleitungen muss auf beiden Seiten mit Masse verbunden werden. Legen Sie den Leitungsschirm direkt unterhalb der SIWAREX FTA auf dem Schirmauflageelement auf.. Der Schirm ist bis zum Anschlussstecker weiterzuführen. Die Verbindung zwischen Schirm-/Schutzleiterschiene und Schrank/Gehäuse muss impedanzarm sein. Verwenden Sie für geschirmte Datenleitungen nur metallische oder metallisierte Steckergehäuse. Regel 4: Spezielle EMV-Maßnahmen Beschalten Sie alle Induktivitäten, die angesteuert werden, mit Löschgliedern. Benutzen Sie zur Beleuchtung von Schränken oder Gehäusen Glühlampen oder entstörte Leuchtstofflampen in unmittelbarer Umgebung Ihrer Steuerung. Regel 5: Einheitliches Bezugspotential Schaffen Sie ein einheitliches Bezugspotential und erden Sie alle elektrischen Betriebsmittel. Verlegen Sie ausreichend dimensionierte Potentialausgleichsleitungen, wenn in Ihrem System Potentialdifferenzen zwischen Anlagenteilen bestehen oder zu erwarten sind. Bei Ex- Anwendungen ist der Potentialausgleich zwingend vorgeschrieben. Auswahl der Komponenten Bei der Auswahl der Komponenten ist auf gute Eigenschaften bezüglich EMV zu achten. Die Siwarex Komponenten sind optimal aufeinander abgestimmt und speziell auf EMV optimiert, wenn Sie nicht Siwarex Komponenten wählen sollten Sie auf folgende Punkte achten: Das Kabel sollte paarweise Verseilt und doppelt geschirmt sein. Der Anschlusskasten sollte Metallisch sein und EMV Verschraubungen besitzen.

5 Montage, Anschluss und Verdrahtung Bei der Montage der Baugruppen müssen unbedingt die Aufbaurichtlinien (AR) der SIWAREX, SIMATIC S7, ET200M bzw. ET200S beachtet werden. Praktische Tipps EMV Probleme machen sich meistens durch kurze Störmeldungen der Baugruppe (SF LED leuchte kurz) oder Gewichtsverfälschungen bemerkbar. Auch kann es sporadisch zu Dosierabbrüchen oder Fehldosierungen kommen. Wenn Sie diese Symptome haben sollten Sie auf jeden Fall die folgenden Punkte überprüfen: Sie müssen den Schirm von allen Kabeln überprüfen. 1. Bei der Siwarex muss der Schirm auf ein Schirmauflageelement (6 ES AA00-0 AA0 und 6 ES CA00-0 AA0 oder ähnlich) aufgelegt werden. 2. Am Anschlusskasten sollten Sie den Schirm in den Kabelverschraubungen auflegen, die Klemmen im Anschlusskasten sollten nur in Ausnahmefällen genutzt werden. 3. Die Wägezellen sollten mit einem Erdungskabel elektrisch Überbrückt werden. Der Querschnitt sollte >16mm2 und es sollte Hochflexibel sein oder Sie nehmen unser Kabel (BestNr. 7MH AA1). 4. Die Punkte an dehnen Sie den Schirm auf Erde legen müssen gleiches Potential haben. Dies sollte durch einen ausreichend gut dimensionierten Potentialausgleich realisiert werden., 5. Sie sollten auch darauf achten, dass die Kabel zur Siwarex und zu den Wägezellen nicht zu nahe an Leistungs- und Motorkabeln liegen, speziell wenn diese von Umrichtern gespeist werden. 6. Auch im Schaltschrank ist darauf zu achten das die Siwarex und die Kabel zur Siwarex nicht in der Nähe von Umrichtern und deren Kabeln Installiert sind. 7. Eine andere Quellen der Störungen können Relais, Schütze und Ventile sein, die keine Schutzbeschaltung haben oder deren Schutzbeschaltung defekt ist. 8. Manchmal gibt es Störungen die über die 24 V Stromversorgung kommen, in diesem Fall haben wir guten Erfolg mit Suppressordioden direkt an der 24 V Zufuhr der Siwarex gehabt. Mit der 1N6285 Diode hatten wir den besten Erfolg, die Durchbruchsspannung muss höher als 34 Volt sein. 9. Nur in sehr sehr seltenen Ausnahmefällen ist es nötig Filter einzusetzen. Die besten Ergebnisse hatten wir mit Filtern von EPCOS Typ SIFI-B oder D. Diese Filter können Sie auch verwenden wenn Störungen über die Wägezellenleitungen kommen. Hier benötigen Sie 3 Filter, einen für EXC, einen für SENSE und einen für den SIG Eingang.

6 Schirmkonzept und Details Hier sehen Sie wie der Schirm prinzipiell angeschlossen werden muss. Kabelverschraubung Anschlusskasten Kabelverschraubung Wägemodul Wägezelle Schirmauflageelement Hier eine schematische Darstellung der Schirmauflage in den Kabelverschraubungen.

7 Beispiele Hier finden Sie einige Beispiele an dehnen Sie sehen können wie es in der Praxis aussehen kann oder nicht aussehen darf. Das Kabel ist ein sehr wichtiges Element für einen guten Schutz gegen elektromagnetische Störungen, hier sehen Sie am Beispiel des SIWAREX Kabels wie solch ein Kabel aussehen sollte.

8 Hier die Prinzipielle Darstellung der Schirmauflage mit einem Schirmauflageelement. Und hier das Ganze in der Praxis.

9 So sollte es auf keinen Fall gemacht werden! Dies ist ein Beispiel mit mehreren Siwarex Baugruppen auf der Oberseite der SIWAREX IS (Ex-Trenner) können Sie sehen wie der Schirm aufgelegt werden kann wenn kein Schirmauflageelement möglich ist.!!achtung!! in Explosionsgefährdeten Anlagen müssen auf jeden Fall die Errichtungsvorschriften für solche Anlagen beachtet werden.