V chytrých továrnách se ve stísněných prostorech přenáší vysoké množství elektrické energie a čím dál tím větší množství dat. To zvyšuje riziko elektromagnetického rušení – stačí, aby byl jeden konektor špatně stíněný a už může dojít k ochromení celého výrobního procesu. Není tedy divu, že průmysl pro řešení elektromagnetické kompatibility roste – v současné době roste celosvětově o sedm procent ročně. Optimální elektromagnetická kompatibilita (krátce EMC) vyžaduje dobrou znalost systému a výběr správných komponent. U společnosti LAPP najdou uživatelé obojí.
Elektromagnetické rušení vždy vychází ze zdroje rušení. Může to být součást zařízení, kterou protéká velký proud, jako je například frekvenčně řízený motor nebo kabel.
Proti zdroji rušení stojí rušené zařízení, takzvaný přijímač rušení. Přijímačem rušení může být například senzor nebo datový kabel.
Mezi nimi vzniklý vazební mechanismus způsobuje rušení. Rozlišujeme čtyři různé typy vazeb:
V praxi se obvykle vyskytuje směs těchto 4 vazebných mechanismů a je nutné ji eliminovat, například použitím stíněných kabelů.
Ve směrnici EMC 2014/30/EU, článku 3, je elektromagnetická kompatibilita definována jako:
Elektromagnetickou kompatibilitou se rozumí schopnost zařízení uspokojivě fungovat ve svém elektromagnetickém prostředí, aniž by způsobovalo nepřípustné elektromagnetické rušení jiného zařízení v tomto prostředí.
Podle této definice má EMC dva hlavní aspekty:
Kabely přenášející energii mohou mít různé typy stínění:
Při montáži je důležité zajistit, aby stínění vždy pokrývalo celý povrch a v pouzdře by mělo být pokryto po celém jeho obvodu – a to na obou koncích kabelu. Systém Fast Connect zabraňuje chybám při montáži a šetří čas.
S řešením ÖLFLEX® CONNECT je to ještě jednodušší: všechny kabely jsou konfekcionovány ve správných délkách, stačí je jen zapojit.
U připojovacích a ovládacích kabelů v zásadě existují čtyři různé typy stínění. Tři z těchto typů stínění jsou obzvláště vhodné pro použití s ochranou EMC:
Běžnou metodou stínění kabelů je použití měděných opletení mezi vodiči a plášti. Se stupněm pokrytí kolem 80 procent tvoří měděné opletení účinnou bariéru proti elektromagnetickým polím. Takové kabely poznáte v názvu produktů LAPP podle zkratky „C“, např. ÖLFLEX® CLASSIC 110 CY nebo ÖLFLEX® SERVO 719 CY. Měděné stínicí opletení lze splétat různými způsoby, jedním z rozhodujících parametrů je při tom úhel opletení. Ve vysoce dynamických aplikacích, jako je uložení kabelu do vlečného řetězu, je měděný drát veden kolem žil pod strmějším úhlem, takže dosáhne úplného otočení o 360 stupňů kolem žil na kratší vzdálenost. Opletení není ideální pro kabely u robotů, které musí vydržet miliony cyklů kroucení, protože se v něm časem vytvoří mezery.
U pohyblivých kabelů v robotice, kde stínění musí odolávat kroucení, se často používá ovinutí měděnými dráty. Vzhledem k tomu, že měděné dráty tvořící ovinutí jsou uspořádány paralelně, nedochází k problémům při kroucení kabelu. Na druhou stranu, ochrana před elektromagnetickým rušením je u ovinutých kabelů často horší, protože dráty stínění se nepřekrývají. Takové kabely poznáte v názvu produktů LAPP podle zkratky „D“, např. ÖLFLEX® ROBOT 900 DP.
Jednotlivé žíly nebo všechny žíly v kabelu mohou být ovinuty plastovou fólií kašírovanou hliníkem. Stínění plastovou fólií kašírovanou hliníkem chrání Vaše kabely a vodiče zejména při vyšších frekvencích. Kabely mají často několik typů stínění, např. ÖLFLEX® SERVO 2XSLCH-J má hliníkem kašírovanou plastovou fólii a pocínovaný měděný oplet.
Pro datové kabely se v zásadě používají stejné typy stínění jako pro připojovací a ovládací kabely, ale v názvech produktů souvisejících s datovými kabely jsou běžné i další zkratky:
Kromě toho existují dvě speciální funkce datových kabelů s ohledem na jejich typ stínění pro ochranu EMC:
Datové přenosy jsou obzvláště citlivé na rušení, a proto jsou datové kabely obvykle vždy stíněné. Pro určité oblasti použití při přenosu signálů existují nestíněné datové kabely speciálně označené zkratkou „U“, jako např. ethernetový kabel Cat.6 ETHERLINE® LAN Cat.6 U/UTP 4x2xAWG24 LSZH, ethernetový kabel Cat.5e ETHERLINE® LAN Cat.5e SF/UTP 4x2xAWG24 nebo naše kabely UNITRONIC® BUS ASI pro síťové systémy v terénu.
Dalším typem datových kabelů je takzvaná kroucená dvojlinka. V tomto typu kabelu jsou jednotlivé datové páry zkroucené. Zkroucení zajišťuje, že se účinky polí navzájem vyruší. Tyto kabely lze identifikovat zkratkou „TP“ (Twisted Pair – kroucená dvojlinka). Například kabel ETHERLINE Cat.6a H 4x2xAWG22/1 SF/UTP je rozdělen takto:
ScreenedFoiled/UnscreenedTwistedPair – stíněný fólií/nestíněný kroucený pár. Tento síťový kabel je celkově stíněný kolem všech žil drátěným opletem a hliníkem kašírovanou plastovou fólií (stíněný/foliovaný). Páry vodičů jsou zkroucené do párů a nejsou vybaveny dodatečným stíněním párů vodičů (UnscreenedTwistedPair).
Každý systém je jen tak silný jako jeho nejslabší článek. Výhodou konektorových systémů LAPP je použití všech výše uvedených koncepcí pro připojení stínění. EMC kabelové vývodky jsou velmi často již integrované do konektoru, nabízejí možnost připojení ochranné hadice a umožňují kontakt stínění kabelu s pracovním nebo PE kontaktem systému konektoru.
Standardní pouzdro je opatřeno práškovým nástřikem a nevodivým těsněním mezi částmi pouzdra, které se tím vzájemně izolují. EMC konektory EPIC® Vám nabízí 360° stínění a připojení stínění odolné proti vibracím. Konektory EMC lze identifikovat podle jejich kovově vodivého, obvykle poniklovaného povrchu. Těsnění jsou navržena tak, že obě části pouzdra přitlačené nebo přišroubované k sobě vytvářejí nízkoohmový kontakt mezi kovy. Stejný princip platí jak pro kabelové vývodky, tak pro montážní stěnu.
Hranaté konektory mají zabudovanou kabelovou vývodku SKINTOP® MS-M BRUSH. EPIC® ULTRA H-A3 a EPIC® ULTRA H-B6-24 se proto snadno montují a jsou navrženy pro velký rozsah sevření stíněných kabelů.
Pokud potřebujete prostorově úspornou konstrukci např. pro použití v servopohonech, akčních členech a snímačích, doporučujeme kulaté konektory POWER a SIGNAL od společnosti LAPP. Jsou vybaveny speciálně navrženou EMC kabelovou vývodkou pro servokabely a datové kabely.
Technologie zeroCM® od společnosti LAPP přispívá zásadním způsobem ke zlepšení elektromagnetické kompatibility ve strojích a systémech. Tato nová a patentovaná konstrukce kabelu s nízkokapacitní konstrukcí svazku s ochranným vodičem vedeným v opačném směru dosahuje stoprocentní elektrickou symetrii a zlepšuje elektromagnetickou kompatibilitu. Prvním výrobkem je ÖLFLEX® SERVO zeroCM.
Elektromagnetické rušení není vidět, a právě proto je tak zrádné. Aby ho bylo možné odhalit, je zapotřebí hodně zkušeností, a mělo by k tomu dojít dříve, než způsobí jakékoliv škody. Společnost LAPP nabízí rozsáhlý sortiment produktů pro podporu zákazníků:
Pokud není z různých důvodů možné mít nestíněný kabel v systému nebo pokud musí být kabely v určitých částech systému stíněné pouze elektromagneticky, pak mohou naše ochranné hadice SILVYN® taktéž být vybaveny mědeným stínicím opletem nebo opleteny stínicí páskou 3M Scotch 1183.
Aby bylo zajištěno, že tyto systémy mohou být spolehlivě uzemněny, je nejlepší se spolehnout na náš jednodílný nebo dvoudílný konektor SHIELD-KON® pro připojení měděného stínicího opletení k uzemněné stěně pouzdra nebo k jiným uzemněným připojovacím bodům.
Pro optimální stínicí efekt mohou být kabely opatřeny dvojitým stíněním, nebo mohou být uloženy v měděné nebo ocelové trubce. Z hlediska EMC jsou tato stínění zcela uzavřená. Naše šroubovitě vinuté kovové ochranné hadice SILVYN® s měděným stínicím opletením, jako např. EMC AS-CU, Vám nabízejí kompletní ochranu EMC a současně vynikající flexibilitu ve srovnání s trubkou. Jsou vhodné pro obzvláště drsná prostředí s vysokými elektromagnetickými požadavky. Naše hadicová spojka SILVYN® MSK-M BRUSH s ochranou EMC a integrovaným odlehčením tahu doplní Váš systém stíněný v souladu s EMC.
Montážní chyby jsou často důvodem špatné elektromagnetické kompatibility EMC. V průmyslu bylo dlouhou dobu obvyklé nakupovat kabely a konektory samostatně a spojovat je až při instalaci do stroje nebo výrobního zařízení.
Větší flexibilita má i určité nevýhody – kvalita zpracování je bohužel často nízká. Může to být například proto, že montér při odplášťování zařízne příliš hluboko a poškodí tak izolaci žil nebo připojí stínění k pouzdru konektoru pouze v určitých bodech, a vytvoří tak problémy s EMC.
Současné trendy tak spíše diktují přechod k hotovým kabelům, které ve společnosti LAPP prodáváme pod názvem ÖLFLEX® CONNECT. To znamená, že kabel a zástrčka již byly připojeny ve výrobě. Zákazníci dokonce dostanou energetické řetězy, které jsou naplněné kabely a hadicemi, a společnost LAPP se také postará o inženýrské činnosti. Zákazník tak má záruku, že vždy získá tu nejlepší kvalitu od jediného dodavatele, a může se tak soustředit na svou vlastní činnost, konkrétně na stavbu strojů.
