En la fábrica inteligente se transfiere una gran potencia eléctrica y una cantidad cada vez mayor de datos en un espacio reducido. Esto aumenta el riesgo de interferencias electromagnéticas; incluso un solo conector mal apantallado puede paralizar por completo un proceso de producción. No es de extrañar que la industria de soluciones compatibles con CEM esté en auge, con un crecimiento anual del siete por ciento a nivel mundial. Para lograr una compatibilidad electromagnética (CEM) óptima es necesario comprender bien el sistema y seleccionar los componentes adecuados. LAPP proporciona aplicaciones con ambos.
Una interferencia electromagnética siempre tiene su origen en una fuente de interferencia. Puede tratarse de un equipo que transporte una corriente elevada, como un motor controlado por frecuencia o un cable.
La fuente de interferencia corresponde a un equipo perturbado, conocido como sumidero de interferencia. El sumidero de interferencia puede ser un sensor o un cable de red de datos, por ejemplo.
El mecanismo de acoplamiento intermedio provoca las interferencias. Se puede dividir en cuatro tipos diferentes de acoplamiento:
En la práctica, esto suele ser una mezcla de estos 4 mecanismos de acoplamiento, que deben eliminarse, por ejemplo, utilizando cables apantallados.
En la Directiva CEM 2014/30/UE, artículo 3, la compatibilidad electromagnética se define como:
"[...] la capacidad de un equipo para funcionar satisfactoriamente en su entorno electromagnético sin causar interferencias electromagnéticas, que serían inaceptables para otros equipos en este entorno."
Según esta definición, la CEM tiene dos aspectos principales:
Los cables portadores de energía pueden tener distintos tipos de blindaje:
Durante el ensamble, es importante asegurarse de que el blindaje siempre cubra toda la superficie y esté colocado alrededor de la carcasa, en ambos extremos del cable. El sistema conexión rápida evita errores durante el ensamble y ahorra tiempo.
Con ÖLFLEX® CONNECT es aún más fácil: aquí todos los cables están preensamblados y tienen la longitud adecuada, solo hay que enchufarlos.
Existen cuatro tipos diferentes de apantallamiento para los cables de fuerza y control. Tres de estos tipos de apantallamiento son especialmente adecuados para su uso con protección CEM:
Un método común de blindaje de cables es el uso de cobre trenzado entre los conductores y las cubiertas. Con un grado de cobertura de alrededor del 80%, el trenzado de cobre forma una barrera eficaz contra los campos electromagnéticos. Estos cables pueden identificarse mediante la abreviatura "C" en la designación del producto LAPP, por ejemplo ÖLFLEX® CLASSIC 110 CY o ÖLFLEX® SERVO 719 CY . El trenzado de cobre puede hacerse de diferentes maneras, siendo uno de los parámetros cruciales el ángulo de torsión. En aplicaciones altamente dinámicas, como la instalación del cable en una cadena portacables, el hilo de cobre se enruta alrededor de los conductores en un ángulo más obtuso, de modo que forma una espiral completa de 360 grados alrededor de los conductores en una distancia más corta. En los cables de robots que deben soportar millones de torsiones, el trenzado no es lo ideal porque con el tiempo se producen holguras.
Para los cables móviles en robótica, en los que el apantallamiento debe soportar la torsión, se utiliza a menudo la envoltura de hilo de cobre. Como los hilos de cobre de una envoltura están todos colocados en paralelo, no hay problemas de torsión del cable. Sin embargo, la protección contra las interferencias electromagnéticas de los cables envueltos suele ser peor, ya que los hilos de apantallamiento no se solapan. Estos cables pueden identificarse mediante la abreviatura "D" en la designación del producto LAPP, por ejemplo, ÖLFLEX® ROBOT 900 DP.
Los conductores individuales o todos los conductores del cable pueden envolverse con una lámina de plástico laminada con aluminio. El blindaje con lámina de plástico protege sus cables y conductores, especialmente a frecuencias más altas. Los cables suelen contar con varios tipos de blindaje. Por ejemplo, el ÖLFLEX® SERVO 2XSLCY-JB incorpora lámina de plástico laminada con aluminio y malla de cobre estañado.
Los cables de datos tienen esencialmente el mismo apantallamiento que los cables de energía y control, pero en las designaciones de productos son comunes otras abreviaturas:
También hay dos características especiales para los cables de datos en cuanto a su grado de apantallamiento para la protección CEM:
Las transmisiones de datos son particularmente susceptibles a interferencias, por lo que los cables de datos generalmente siempre están apantallados. Para ciertas áreas de aplicación en la transmisión de señales, existen cables de datos sin apantallar especialmente marcados con la abreviatura "U" (sin apantallar), como el cable de red Cat.6 ETHERLINE® LAN Cat.6 U/UTP 4x2xAWG24 LSZH, el cable Ethernet Cat.5e ETHERLINE® LAN Cat.5e SF/UTP 4x2xAWG24, o nuestros cables UNITRONIC® BUS ASI para sistemas de redes en campo.
Otro diseño para cables de datos son los cables de par trenzado. Aquí, los pares de datos individuales están trenzados. La torsión garantiza que los efectos de campo se compensen entre sí. Estos cables se identifican por la abreviatura "TP" (Twisted Pair, par trenzado).
El cable ETHERLINE® Cat. Por ejemplo, 6A FD FC se divide de la siguiente manera: Par trenzado apantallado/con lámina – par trenzado sin apantallar. Este cable de red está apantallado alrededor de todos los conductores con una malla de hilo y una lámina de plástico aluminizada debajo (apantallado con malla y lámina). Los pares de conductores están trenzados por pares y no cuentan con apantallamiento adicional por par de conductores (Par trenzado sin apantallar - UTP).
Todo sistema es tan bueno como su punto más débil. Los sistemas de conectores LAPP tienen la ventaja de utilizar todos los conceptos de conexión de apantallamiento mencionados anteriormente. Muy a menudo, los prensaestopas CEM ya están integrados en el conector, ofrecen la opción de conectar un conducto de protección y permiten que el apantallamiento del cable haga contacto con el contacto de trabajo o de PE del sistema de conectores.
La carcasa estándar está recubierta con pintura en polvo y cuenta con un sello no conductor entre sus partes, lo que las aísla entre sí. Los conectores EPIC® CEM ofrecen un blindaje de 360 grados y una conexión de blindaje resistente a vibraciones. Los conectores CEM se pueden identificar por su superficie metálicamente conductiva, generalmente niquelada. Los sellos están diseñados para garantizar que las dos partes de la carcasa, al ser prensadas o atornilladas, mantengan un contacto de baja resistencia de metal con metal. El mismo principio se aplica tanto a los prensaestopas como a la pared de montaje.
Los conectores rectangulares tienen un prensaestopas SKINTOP® MS-M BRUSH integrado. Los EPIC® ULTRA H-A3 y EPIC® ULTRA H-B6-24 son, por lo tanto, fáciles de ensamblar y están diseñados para un amplio rango de sujeción de cables en cables apantallados.
Si necesita un diseño que ahorre espacio, por ejemplo para su uso en servoaccionamientos, actuadores y sensores, le recomendamos los conectores circulares POWER y SIGNAL de LAPP. Están equipados con un prensaestopas CEM especialmente adaptado para servocables y cables de datos.
La tecnología zeroCM® de LAPP contribuye decisivamente a la mejora de la CEM en máquinas y sistemas. El nuevo y patentado diseño de cable, con una construcción de haz de baja capacitancia y tierra de protección opuesta, logra una simetría eléctrica del cien por ciento y mejora la compatibilidad electromagnética (CEM). El primer producto es el ÖLFLEX® SERVO zeroCM.
Las interferencias electromagnéticas no se ven, por eso son tan insidiosas. Hace falta mucha experiencia para detectarlas, a ser posible antes de que causen daños. LAPP dispone de una amplia gama de productos para ayudar a sus clientes:
Si por diversas razones no es posible utilizar un cable sin apantallar en el sistema, o si los cables solo necesitan estar apantallados electromagnéticamente en ciertas secciones del sistema, nuestros ductos de protección SILVYN® también pueden equiparse con trenzas de cobre o envolverse con la cinta de apantallamiento 3M Scotch 1183.
Para garantizar que estos sistemas puedan conectarse a tierra de forma confiable, lo mejor es confiar en nuestro conector SHIELD-KON® de una o dos piezas para conectar la trenza de cobre a una pared de carcasa conectada a tierra u otros puntos de conexión con puesta a tierra.
Para garantizar un blindaje óptimo, los cables pueden equiparse con doble blindaje o instalarse en un tubo de cobre o acero. Desde la perspectiva de la compatibilidad electromagnética (CEM), estos blindajes están completamente sellado. Nuestros ductos metálicos de protección para cables SILVYN® con enrollado helicoidal y trenzado de cobre, como el EMC AS-CU, le ofrecen una protección CEM completa y, al mismo tiempo, una flexibilidad sobresaliente en comparación con una tubería. Es adecuado para entornos especialmente duros con elevados requisitos electromagnéticos. Nuestro conector glándula SILVYN® MSK-M BRUSH con protección CEM y alivio de tensión integrado complementará su sistema apantallado CEM.
Una mala compatibilidad electromagnética suele ser la causa de errores de instalación. Durante mucho tiempo, era común en la industria comprar cables y clavijas por separado y conectarlos únicamente al instalarlos en una máquina o planta de producción, por ejemplo.
Hay algunas desventajas en cuanto a una mayor flexibilidad: la calidad del procesamiento a menudo deja mucho que desear. Por ejemplo, si el instalador corta demasiado profundo al desforrar y daña el aislamiento del conductor, o si solo conecta parcialmente el blindaje a la carcasa de la clavija, lo que provoca problemas de CEM.
Por esta razón, la tendencia se inclina hacia los cables preensamblados, que en LAPP comercializamos bajo el nombre ÖLFLEX® CONNECT. El cable y la clavija ya vienen conectados de fábrica. Los clientes incluso reciben cadenas portacables completamente equipadas con cables y mangueras, y LAPP también se encarga del trabajo de ingeniería. De este modo, los clientes tienen la garantía de recibir siempre una calidad óptima de un único proveedor y pueden concentrarse en su propio trabajo, es decir, la construcción de maquinaria.
