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                技術文章

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                編碼器及自動化器件的抗幹擾能力怎麽看?

                供稿:上海精浦機電有限公司 2019/3/15 9:25:50

                0 人氣:4

                • 關鍵詞: 編碼器 絕對值編碼器 絕對型編碼器
                • 摘要:編碼器的性能品質,始於以客戶利益設計為中心,與專業標準化的編碼器設計。EMC電磁兼容性實驗認證的學習,及包含100米傳輸電纜的抗幹擾復合實驗

                不管是正在使用編碼器的人還是正在賣編碼器的人,總會想下列這些問題:

                “編碼器信號在現場為什麽總是跳?

                 自動化現場為什麽總是有那麽多的幹擾麻煩事?

                自動化現場服務工程師為什麽一年有一半以上的時間,是在現場調試、找問題、反復去現場解決問題,或者就在趕去現場的路上?”

                   

                其中,幹擾真是個頭痛的問題。那麽編碼器的抗幹擾能力怎麽看呢?總要有一個可以比較ω的標準。

                除了一再強調的從編碼器原理的選擇開始,全行程真絕對值編碼原理的絕對值編碼器抗幹擾,遠遠優於增量值編碼的(以及包含有電子計數器的電池記憶、韋根記憶的那些假絕對值編碼)的編碼器,編碼器本身器件的EMC電磁兼容性抗幹擾也是關鍵,從設計時就要有專門的EMC設計,這也是一個編碼器性能重要的比較評測依據。而這個EMC電磁兼容性必須是經過權威的第三方EMC實驗室認證的。例如總部位於德國的“德國萊茵TÜV實驗室”。編碼器的抗幹擾能力比較,就要看這份第三方認證的《EMC測試認→證證書》。

                另外,由於中國現場引進的八國聯軍設備,日系、歐系常常混用的電氣環境,如果再加上低端不專業的配置,現場工人素養的參差不齊,現場復雜性遠遠大於德國工廠現場,即使用“德國進口”的編碼器,也常常發生現場幹擾問題,而使得現場工程師化大量的時間去進解決幹擾問題。

                例如接地問題:

                什麽是地?

                ..電氣工程師:地是電路的基準電壓

                ..結構工程師:地是設備的金屬外殼

                ..電工:地是大地,即地球

                但對於編碼器而言很不幸,國內市場引進或者學習的日系編碼器都是經濟級別的,電氣工程師設計偏向於NPN,也就是共陽極;而歐系編碼器及電機的設計,電氣工程師設計偏向於PNP,也就是共陰極。這兩種設計偏向混合在一起用,看似也作了等電位接地設計,在實際使用時的局部及瞬時常常是不在一個等電位上的,那麽即使歐系EMC設計的編碼器,也不一定能夠適應中國國內自動化現場的復雜幹擾。這些編碼器在中國使用,需要針對國內現場可能的幹擾環境,帶上編碼器的長距離信號電纜以及接地方式,重新經歷過EMC實驗室測試認證。

                最近趁著我們多圈編碼器在前面的EMC認證有效期時間已經要到期了,需要重新再次認證,我們對GMX60的絕對值多圈編碼器送德國萊茵TUV(上海)實驗室認證,並且模擬中國現場應用,而帶了100米的信號電纜及信號接收儀表,共同在電磁幹擾環境下再次實驗檢測認證。

                國際標準組織EMC電磁兼容性測試認證,是評測編碼器的抗幹擾能力的標準。過去的進口編碼器EMC測試報告是以國外實驗室條件下,僅對編碼器的測試。而我們這次送TUV的測試,是根據中國現場的復雜性,常常有較長的編碼器電纜,而這段電纜在現場復雜電氣環境下,也極易受到幹擾而影響到後面設備的編碼器信號接收。或者有這段長距離信號電纜引入幹擾進入編碼器內部。所以我們這次的編碼器EMC電磁兼容性抗幹擾測試,提出了更高的要求,就是模擬現場編碼器信號帶著100米電纜同時在幹擾環境下,測試信號在100米電纜後的接收,是否能夠經受住幹擾環境,符合EMC的測試通過條件。

                EMC重要的基礎標準系列(IEC61000系列)

                標準編號名稱

                IEC61000-4-1抗擾度試驗綜述

                IEC61000-4-2靜電放電抗擾度試驗

                IEC61000-4-3輻射(射頻)電磁場抗擾度試驗

                IEC61000-4-4電快速瞬變/脈沖群抗擾度試驗

                IEC61000-4-5浪湧(沖擊)抗擾度試驗

                IEC61000-4-6對射頻場感應的傳導騷擾抗擾度試

                IEC61000-4-8工頻磁場抗擾度試驗

                IEC61000-4-11電壓暫降、短期中斷和電壓變化抗擾度試

                靜電放電抗擾性試驗

                依據EMC電磁兼容標準

                試驗目的:模擬操作人員或物體在接觸設備時放電及人或物體對鄰近物體的放電,以考察被試設備抵抗靜電放電幹擾能力。前者是通過導體直接耦合,屬於直接放電影響。後者是通過空間輻射耦合,屬於間接放電影響。

                自動化現場:對應現場較多的灰塵粒度附帶的靜電放電。

                射頻電磁場輻射抗擾性試驗

                試驗的實施

                用1kHz的正∞弦波對信號進行80%的幅度調制後,在80~1000MHz頻率範圍內進行掃頻測量,掃描步長為前一頻率的1%,這一部分都通過計算機及軟件控制實現。

                每一頻點上掃描停留時間不應短於受試設備ξ操作和反應所需的時間,一般設為一秒鐘,如果對產品有特別要求,可以延長停留時間。

                受試設備應在發射天線的水平和垂直極化下進行試驗。

                自動化現場:對應各種金屬尖端在各頻段電磁波的發射幹擾,包括金屬線頭,尖銳角的電磁波發射幹擾。

                電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗

                依據EMC電磁兼容標準

                試驗目的

                評估通訊和電子設備的供電電源端口、信號和控制端口在受到重復的快速瞬變脈沖群幹擾時的性能, 驗證通訊和電子設備對來自操作暫態過程(如開斷感性負荷、繼電器觸頭彈跳等) 中的各種類型瞬變擾動〒的抗擾性。

                自動化現場:對應編碼器外殼及長距離電纜對來自於直接的接觸傳導和感應到的幹擾。

                雷擊浪湧抗擾性試驗〓

                依據EMC電磁兼容標準

                試驗目的

                評價被測設備遭受電力線路和互聯線路上大能量幹擾的性能。此試驗一般用來模擬被測設備在不同環境下遇到的間接雷擊,或開關切換過程中所造成的電壓和電流浪湧。

                選擇與被試端口相應的耦合網絡。電源端口、無屏蔽通信線路端口、無屏蔽互聯線路端口都有相應不同的耦合網絡。

                在每個選定部位上,正負極性的幹擾至少要各加5次,每次間隔1min。

                浪湧沖擊必須施加到線-線和線-地,進行線-地試驗時,如沒有其它規定,試驗電壓必須逐次地施加到每一線路和地之間

                自動化現場:對應瞬間的電源啟動、電磁閥電磁線圈動作、大功率電機啟動、大功率接觸器開關的動作,等等,所帶來的感應浪湧。

                戶外使用現場:遠處的雷擊,通過大地的瞬間感應,此時普通的№接地是無法快速等電位的。

                射頻場感應的傳導騷擾抗擾度

                依據EMC電磁兼容標準

                試驗目的

                評估通訊和電子設備的供電電源端口、信號和控制端口在受到射頻電磁場感應的傳導騷擾信號幹擾時的性能。

                試驗過程中,EUT放置在高於地參考面0.1m的絕緣支架上,應對EUT的每一個端口進行測試..用1kHz的正弦波對信號進行80%的幅度調制後,在0.15~80MHz頻率範圍內進行掃頻測量,掃描步長為前一頻率的1%,這一部分都通過計算機及軟件控制實現。

                每一頻點上掃描停留時間不應短於受試設備操作和反應所需ζ 的時間,一般設為一秒鐘,如果對產品有特別要求,可以延長停留時間。

                自動化現場:對應現場其他設備可能的對外的電磁波幹擾。

                電壓暫降、短時中斷和電壓變化抗擾性試驗

                依據EMC電磁兼容標準

                試驗目的

                模擬由於供電電網、變電設備發生故障或負荷突然發ζ 生大的變動或負荷連續變化引起的電網

                電壓瞬時跌落和短時中斷 ,測試被測設備對上述情況的抗擾性。

                EUT試驗等級和持續時間按標準或產品技術條件要求進行選定,經過組合後按交次序排列並依次進行試驗。每種組合狀態的試驗次數規定為3秒,二次試驗之間的間隔為10秒

                試驗時電源電壓突變發生在電壓過零處和產品技術條件規定的關鍵相位處。對於三相電源供電設備,一般逐相進行試驗。

                最終的測試結果是令人滿意的,在模擬了中國國內自動化現場的實際應用電氣環境下,在加入100米電纜後測試編碼器接收設備終端的信號,送實驗認證的多圈編碼器同樣一次性通過了德國萊茵TUV實驗室的EMC測試認證。證明了GEMPLE編碼器EMC設計的專業性。

                做好編碼器需要有專業、認真與堅持做好品質的毅力與耐心——GEMPLE

                編碼器創新技術產品,不僅僅是要有產品了,更重要的是提高並符合產品品質要求,與技術服務的品質,最終的目的是為編碼器用戶利益服務的。在中國自動化現場的電氣環境遠比德國工廠復雜,我們的品質與技術服務更多的是以用戶現場條件為參考,怎麽樣做到讓用戶更好地用好GEMPLE精浦的編碼器,能更放心的使用。

                審核編輯(王靜)
                更多內容請訪問 上海精浦機電有限公司()

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