Da die industrielle Automatisierung weiterhin rasant voranschreitet, hat sich elektromagnetische Störungen (EMI) als verborgene Bedrohung für die Stabilität der Produktionslinie und die Genauigkeit der Daten herausgestellt.In Präzisionsfabriken, können Roboterarme aufgrund von EMI-induzierten Fehlern von den programmierten Bahnen abweichen, was zu fehlerhaften Produkten führt.möglicherweise zu kostspieligen operativen Entscheidungen führenDiese Szenarien stellen reale Risiken in modernen Industrieumgebungen dar.

EMI manifestiert sich als verschiedene elektromagnetische Störungen, die die Leistung von Geräten beeinträchtigen können.Schaffung potenzieller Störungen, die umfassende Strategie zur Minderung erfordern.

• Variable Frequency Drives (VFDs) und Soft Starter:Diese wesentlichen Motorsteuerungssysteme erzeugen während des Betriebs erhebliche harmonische Verzerrungen und Hochfrequenz-Schaltgeräusche, die möglicherweise die nahegelegene empfindliche Ausrüstung stören.
• mit einer Leistung von mehr als 10 W und einer Leistung von mehr als 100 W,SCR-Systeme liefern zwar eine präzise Temperaturregelung, erzeugen aber auch vorübergehende Ströme und Spannungen, die besonders bei Hochleistungsanwendungen störendes Hochfrequenzgeräusch erzeugen können.
• AC/DC-Motoren und Generatoren:Als grundlegende Leistungskomponenten in industriellen Systemen emittieren diese Maschinen während des Betriebs elektromagnetische Felder, wobei sich die Störungen bei Geschwindigkeitsänderungen oder Laständerungen verstärken.
• Wechseln von Stromversorgungen:Die Hochfrequenzschaltmechanismen, die eine effiziente Leistungsumwandlung ermöglichen, erzeugen gleichzeitig elektromagnetisches Rauschen, das benachbarte elektronische Geräte beeinträchtigen kann.
• Stromverteilungsleitungen:Ungeschützte elektrische Verkabelungen können Linienfrequenzlärm von 50 Hz/60 Hz ausstrahlen, was besonders in der Nähe von Hochspannungsanlagen problematisch ist, wo Störungen zu Fehlfunktionen der Geräte führen können.
• Funkkommunikationsgeräte:Drahtlose Geräte erzeugen hochfrequente elektromagnetische Wellen, die empfindliche Instrumente stören können, insbesondere in Umgebungen mit dichten drahtlosen Netzwerken.
• Schweißsysteme mit Bogen:Die während der Schweißvorgänge erzeugte intensive elektromagnetische Strahlung stellt erhebliche Störprobleme für nahegelegene elektronische Geräte dar.
• Ballasten für Leuchtstoffbeleuchtung:Traditionelle Beleuchtungssysteme können elektromagnetische Störungen erzeugen, obwohl diese Sorge mit der Einführung moderner LED-Alternativen abnimmt.
• Elektrostatische Entladung (ESD):Plötzliche Hochspannungspulse aus statischer Elektrizität können empfindliche Elektronik beschädigen, insbesondere in der Halbleiterherstellung und der Elektronikmontage.
• Blitzschläge:Diese natürlichen Phänomene erzeugen starke elektromagnetische Impulse, die sich durch Strom- und Signalleitungen ausbreiten können und möglicherweise schwere Schäden an der Ausrüstung verursachen.

Eine wirksame EMI-Reduzierung erfordert systematische Ansätze für das Signalmanagement und die Ausrüstungskonfiguration:

1. Getrennte Strom- und Signalvermittlung

   Die physikalische Trennung zwischen Hochstromleitungen und empfindlichen Instrumentenkabeln minimiert die elektromagnetische Kopplung.Spezielle Leitungen oder Kabel-Träger für jeden Typ bieten eine optimale Isolierung.

2. Orthogonale Kabelkreuzungen

   Wenn sich Signalleitungen und Stromleitungen kreuzen müssen, reduzieren 90-Grad-Kreuzungen mit maximalem praktischem Abstand die elektromagnetische Wechselwirkung im Vergleich zu parallelen Leitungen erheblich.

3. Vermeidung von Schleifen in Signalbahnen

   Die Beseitigung von Leiterschleifen verhindert den antennenähnlichen Empfang elektromagnetischer Störungen, wobei bei der Kabelvermittlung allmähliche Biegen gegenüber scharfen Winkeln bevorzugt werden.

4. Implementierung von geschützten Twisted Pairs

   Die verdrehte Kabelverbindung mit angemessener Abschirmung sorgt für eine ausgewogene Geräuschabweisung und einen äußeren Feldschutz, wobei die verdrehte Konfiguration die Störung von Interferenzen im gemeinsamen Modus ermöglicht.

5. Einpunktschild-Erdung

   Die Verbindung der Kabelschilde an einem Ende verhindert lediglich die Bildung einer Erdschleife und gewährleistet gleichzeitig eine effektive Geräuschableitung zur Erde.

6. Isolierte Signalkonditionierung

   4-20mA Stromschleifenübertragung mit elektrischer Isolierung bietet im Vergleich zur Spannungssignalisierung eine überlegene Geräuschdichtigkeit,mit zusätzlichen Vorteilen, einschließlich Fehlererkennung und Langstreckensignalintegrität.

7. Optimierung der Verkabelung der Steuerung

   Durch die Minimierung der entdeckten Leiterlängen innerhalb der Gehäuse und die Aufrechterhaltung enger Drahtdrehungen zu den Endpunkten wird die Anfälligkeit für lokal erzeugte Störungen verringert.

8. Strategische Trennung der EWI-Quelle

   Die physikalische Distanzierung zwischen empfindlichen Instrumenten und bekannten Störquellen, gegebenenfalls ergänzt durch metallische Barrieren, schafft eine wirksame elektromagnetische Isolierung.

Die Umsetzung dieser Techniken erfordert eine sorgfältige Prüfung der spezifischen Anwendungsvoraussetzungen, wobei regelmäßige Systeminspektionen zur Ermittlung und Behebung neuer EMI-Quellen empfohlen werden.Da die industriellen Systeme zunehmend miteinander verbunden werden, wird die Aufrechterhaltung der Signalintegrität durch umfassende Maßnahmen zur elektromagnetischen Kompatibilität für die Betriebssicherheit und die Fertigungsgenauigkeit unerlässlich.