Vorwort. Zusätzlich werden. die Maschinenrichtlinie bezüglich der funktionalen Sicherheit

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1 Vorwort 3 Vorwort Der zunehmende Einsatz von elektronischen Baugruppen und Geräten in der industriellen Automatisierung zwingt Entwickler, Konstrukteure, Projektanten und Anlagenplaner, sich intensiv mit den Fragen der EMV zu befassen. Die Forderung nach elektromagnetisch verträglichem Zusammenwirken von Komponenten der gesteuerten Leistungselektronik mit erhöhter Störaussendung und informationsverarbeitenden Einrichtungen mit reduziertem Energieniveau stellt hohe Ansprüche an die EMV von Maschinen. Maschinen dürfen sich nicht gegenseitig behindern und die eingesetzten Geräte in Maschinen müssen untereinander verträglich sein. Dieser Leitfaden richtet sich an Elektrokonstrukteure sowie Qualitäts- und Produktmanager von Maschinenherstellern. Er liefert eine Strategie für die Produktentwicklung und Projektabwicklung zur technischen und wirtschaftlichen Umsetzung der EMV-Vorschriften. Zielsetzung des Leitfadens ist es, den Praktikern einen Weg aufzuzeigen, wie die Forderungen der EMV-Richtlinie bezüglich der Verfügbarkeit sichergestellt werden können. Zusätzlich werden die Maschinenrichtlinie bezüglich der funktionalen Sicherheit und die Niederspannungsrichtlinie bezüglich der elektrischen Sicherheit in die Betrachtung mit einbezogen, soweit diese elektromagnetische Belange berühren. Der Leitfaden zeigt auch den wirtschaftlichen Weg zu einem störsicheren Betrieb auf, entsprechend dem qualitativen Anspruch des Herstellers zur maximalen Anlagenverfügbarkeit durch die Sicherstellung der internen EMV. Dem Leser werden die Grundlagen der EMV für Maschinen vermittelt von der Planung bis zur Erläuterung des EMV- Nachweises. Dabei wird ein Planungsablauf für die EMV-Planung, d.h. ein detailliertes Planungskonzept für die optimale Störresistenz einer Maschine von Beginn der Konstruktion an, vorgestellt.

2 4 Vorwort Dies dient der Vermeidung von umfangreichen Nachqualifikationen und teuren Nachbesserungen. Grundlage ist ein EMV-Zonenkonzept mit Strukturierung von Geräteeinbauorten, nachfolgender Strukturierung von Verkabelungswegen und konstruktiver Festlegung der Art der Verkabelungswege. Die im Planungskonzept entstehenden Dokumente sind Grundlage der Elektroplanung und als spätere IST- Dokumentation des EMV-Konzepts Teil des Konformitätsnachweises und der technischen Dokumentation für die Bundesnetzagentur. Insgesamt hat der Leitfaden das Ziel, die Belange der EMV im Maschinenbau von kleinen Maschinen bis zu komplexen großen Maschinen, d.h. Anlagen, so umfassend erklärt, dass für eine EMV-Planung der Umfang und die Umsetzung verständlich werden. Der Schluss daraus ist, dass die EMV-Planung ein selbstständiger Planungsvorgang innerhalb der Konstruktion einer Maschine sein muss. Rosenheim, Mai 2012 Josef Schmitz

3 In dieser Broschüre wird ein Verfahren vorgestellt, das die EMV-Anforderungen an das Gesamtsystem Maschine erfasst und die EMV-Parameter der für den Einsatz in der Maschine vorgesehenen Geräte beurteilt. Die Beurteilung umfasst sowohl die Verträglichkeit mit der EMV-Umgebung der Maschine als auch die EMV-Beeinflussung durch andere in der Maschine vorgesehene Geräte. Des Weiteren wird ein standardisiertes Verfahren vorgestellt, das für die Konstruktion der Maschine die Ablauffolge der EMV-Planungsschritte erarbeitet und in einem EMV-Plan festschreibt. EMV-Plan 0 1/0. Die gesamte Dokumentation der EMV-Planung ist der EMV- Plan. Der EMV-Plan ist Vorgabe für die Konstruktion und die Elektroplanung und auch Teil des EMV-Nachweises speziell nach Verfahren C der DIN EN sowie dessen Dokumentation für die überwachende Behörde (Bundesnetzagentur) und in Teilen auch Bestandteil der Kundendokumentation. Hinweis Der komplette Umfang der vorgestellten EMV-Planung ist nicht für alle Maschinen gleichermaßen in vollem Ausmaß sinnvoll. Das komplette Planungssystem ist für komplexe mechanisch strukturierte Maschinen gedacht. Für kleinere einfache Maschinen ist aber durchaus die Verwendung von Teilen sinnvoll und kostenmäßig vertretbar. Insbesonders die Erstellung der EMV-Geräteliste und eines EMV-Zonenkonzepts ist für die EMV-gerechte Planung einer Maschine unerlässlich. Eine wesentliche Kostenersparnis auch im Hinblick auf nachfolgende Maschinentypen wird durch die Anwendung einer Software erzielt, die auf dem vorgestellten Planungssystem aufbaut und wesentliche Parameter in den Stammdaten verwaltet. Zur ESMA-Software siehe auch Kapitel 6 Zusammenfassung der EMV-Planung im EMV-Plan ). Das standardisierte Verfahren unterstützt die Planungsarbeit und erleichtert den innerbetrieblichen Informationsfluss zu Mechanik, Konstruktion und Elektroplanung.

4 Beschreibung des Verfahrens0.0 1/0. Das Verfahren gibt folgende Leitgedanken vor: Schematisierte Beschreibung der Planungsschritte Standardeinstufungen von: Störrelevanzen von: Geräten Schnittstellen Leitungsklassen Bereichsschirmungen Filterkategorien Überspannungsableiterkategorien Kategorien von Verlegewegtypen Formularvorschläge für interne Information und Kommunikation: Projektkopfdatenliste Geräteliste Zonenliste Verbindungsliste Verlegewegliste Formularvorschläge für QM: Checkliste Planung Checkliste Fertigung (gleichzeitig als Nachweis für die Fertigungskontrolle laut EMV-Richtlinie) Bei der EMV-gerechten Planung von Maschinen sind von grundlegender Bedeutung: die elektromagnetische Umgebung die Möglichkeiten am Aufstellungsort (Netzsystem, Erdung, Überspannungskategorie usw.) die strukturelle Maschinenkonstruktion (örtliche Ausdehnung, Kabellängen, Einhausung, Erdverbindung der Struktur) das elektrische Konzept der Steuerung (Störer wie FU, empfindliche Störsenken wie Mikroprozessoren, Messumformer usw.)

5 Hinweis Je früher im Verlauf eines Projekts Maßnahmen für die EMV vorgesehen werden, desto einfacher und preiswerter lassen sie sich gestalten! Deshalb beginnt die EMV-Planung bereits in der Vorprojektphase! Die EMV-Planung ist vor der eigentlichen Detailplanung der Elektrotechnik durchzuführen. Die EMV-Planung ist von einem EMV-Fachmann oder einem Techniker mit EMV-Erfahrung durchzuführen. Die Informationen aus dem Elektrokonzept der Vorprojektphase sind zugrunde zu legen. Die EMV-Planung wird kontinuierlich entsprechend dem Verlauf des Fortschritts mit dem Elektrokonzept abgeglichen. Auswahl von passenden und gültigen EN-Normen 00. 1/0. Basis der Planungsarbeit sind die Anforderungen an die EMV, die durch das EMVG an die Maschine gestellt werden, um die CE-Konformität zu erreichen. Dies geschieht durch die Auswahl von passenden und gültigen EN-Normen. Weiterhin sind die EMV-Gegebenheiten des in der Vorprojektphase ausgewählten Elektrokonzepts und der gewählten elektrischen Bauteile/Baugruppen in Bezug auf die EMV-Relevanz zu erfassen. Zusammenstellung und Auswertung von EMV-Daten zur Feststellung des Grads der Beeinflussung von elektrischen Einrichtungen Die EMV-Planung entspricht einer EMV-Analyse, wie sie in der DIN VDE beschrieben wird: Beeinflussungsmatrix (Störquellen und Störsenken einander gegenüberstellen und Grad der Beeinflussung angeben) Kopplungsmatrix (Kopplungen zwischen einer Störquelle und einer Störsenke einander gegenüberstellen und die Art der Kopplung erfassen)

6 8 Abb. 1: Struktur der EMV-Planung im Leitfaden

7 Abb. 2: Struktur der EMV-Planung innerhalb der EG-Richtlinien 9

8 Einhaltung von Grenzwerten 0.0 1/0. Von der Struktur her haben in diesem Leitfaden die Anforderungen an die Einhaltung von Grenzwerten, vorgegeben durch die EMV-Richtlinie und deren Nachweis, oberste Priorität. Darüber hinaus enthalten aber auch die für die Einhaltung der Maschinen- und Niederspannungsrichtlinie gelisteten Normen Hinweise und Forderungen bezüglich der EMV. Im Gegensatz zur EMV-Richtlinie, die eine zufriedenstellende Verfügbarkeit in der genormten EM-Umgebung als Ziel hat, zielt die Maschinenrichtlinie auf Funktionssicherheit und die Niederspannungsrichtlinie auf elektrische Sicherheit ab. Über diese gesetzlichen Forderungen hinaus ist auch die interne EMV als Qualitätsziel des Herstellers zu optimieren.