In de intelligente fabriek worden hoge elektrische prestaties en steeds meer gegevens op de kleinste ruimte overgedragen. Daardoor neemt het risico op elektromagnetische storingen toe – één slecht afgeschermde connector kan al een hele productie lam leggen. Geen wonder dus dat de industrie voor elektromagnetisch compatibele oplossingen toeneemt – wereldwijd momenteel met zeven procent per jaar. Optimale elektromagnetische compatibiliteit (kort: EMC) vereist een goed begrip van het systeem en de keuze van de juiste componenten. Beide krijgen gebruikers bij LAPP .
Elektromagnetische interferentie is altijd afkomstig van een stoorbron. Dit kan een apparaat zijn met een grote stroomsterkte, zoals een frequentie geregelde motor of een kabel.
De stoorbron wordt tegengewerkt door een verstoord apparaat, de zogenaamde stoorzender. De stoorzender kan bijvoorbeeld een sensor of een datakabel zijn.
De koppelweg daartussen veroorzaakt de interferentie. Hierbij wordt een onderscheid gemaakt tussen vier verschillende koppelingstypen:
In de praktijk is het meestal een mengsel van deze vier koppelingsmechanismen dat moet worden geëlimineerd, bijvoorbeeld door afgeschermde kabels te gebruiken.
In de EMC-richtlijn 2014/30/EU, artikel 3, wordt de elektromagnetische compatibiliteit gedefinieerd als:
"[...] het vermogen van uitrusting om naar behoren te functioneren in haar elektromagnetische omgeving zonder elektromagnetische interferentie (EMI) te veroorzaken die onaanvaardbaar zouden zijn voor andere in die omgeving aanwezige uitrusting".
Volgens deze definitie heeft EMC twee belangrijke aspecten:
Energiedragende kabels kunnen op verschillende manieren worden afgeschermd:
Bij de montage moet erop worden gelet dat de afscherming altijd het volledige oppervlak afdekt en rondom in een behuizing zit – aan beide uiteinden van de kabel. Het Fast Connect-systeem sluit fouten bij de assemblage uit en bespaart tijd.
Nog eenvoudiger gaat het met ÖLFLEX® CONNECT: hier zijn alle kabels voorgemonteerd en in de juiste lengte, ze moeten alleen nog erin worden gestoken.
In principe zijn er vier verschillende typen afscherming voor verbindings- en besturingskabels. Drie van deze afschermingstypen zijn bijzonder geschikt voor gebruik met EMC-bescherming:
Een gebruikelijke methode voor het afschermen van kabels is het vlechten van koper tussen de aders en de mantel. Met een dekkingsgraad van ongeveer 80 procent vormt de koperen afscherming een doeltreffende barrière tegen elektromagnetische velden. Dergelijke kabels en draden zijn te herkennen aan de afkorting "C" in de LAPP-productaanduiding, bijv. ÖLFLEX® CLASSIC 110 CY of ÖLFLEX® SERVO 719 CY. Koperen omvlechting kan op verschillende manieren worden gedaan. Een van de doorslaggevende parameters hierbij is de vlechtdichtheid. Bij zeer dynamische toepassingen, zoals het installeren van de kabel in een kabelrups, wordt de koperdraad met een hogere dichtheid rond de aders gelegd, zodat hij over een kortere afstand een volledige draai van 360 graden rond de aders maakt. Voor robotkabels die miljoenen torsiebewegingen moeten kunnen doorstaan, is vlechten niet ideaal omdat er na verloop van tijd tussenruimten ontstaan.
Voor bewegende kabels in de robotica, waarbij de afscherming bestand moet zijn tegen torsiebewegingen, wordt vaak gebruikgemaakt van een omwikkeling van koperdraden. Aangezien de koperdraden van een gelaagdheid allemaal parallel zijn gerangschikt, zijn er geen problemen met de torsie van de kabel. Anderzijds is de bescherming tegen elektromagnetische interferentie vaak minder goed, omdat de afschermingsdraden elkaar niet overlappen. Dergelijke kabels en draden zijn te herkennen aan de afkorting "D" in de LAPP-productaanduiding, bijv. ÖLFLEX® ROBOT 900 DP.
Afzonderlijke aders of alle aders van de kabel kunnen worden omwikkeld met een met aluminium gelamineerde kunststoffolie. Afscherming met kunststoffolie beschermt uw kabels en draden, vooral bij hogere frequenties. Kabels hebben vaak verschillende typen afschermingen, bijvoorbeeld ÖLFLEX® SERVO 2XSLCY-JB met aluminium gelamineerde kunststoffolie en gevlochten vertinde koperdraden.
In principe worden voor datakabels dezelfde soorten afscherming gebruikt als voor voedings- en besturingskabels, hoewel in de productaanduidingen voor datakabels met EMC-bescherming gewoonlijk andere afkortingen worden gebruikt:
Daarnaast zijn er twee speciale kenmerken voor datakabels met betrekking tot hun afschermingstype voor EMC-bescherming:
Datatransmissie is bijzonder gevoelig voor interferentie. Daarom zijn datakabels gewoonlijk altijd afgeschermd. Voor bepaalde toepassingsgebieden voor signaaloverdracht zijn er niet-afgeschermde datakabels die speciaal gemarkeerd zijn met de afkorting "U" (Unscreened), zoals de Cat.6-netwerkkabel ETHERLINE® LAN Cat.6 U/UTP 4x2xAWG24 LSZH , de Cat.5e ethernetkabel ETHERLINE® LAN Cat.5e SF/UTP 4x2xAWG24 of onze UNITRONIC® BUS ASI-kabels voor netwerksystemen in het veld.
Een ander type datakabel is de zogenoemde twisted-pair kabels. Hier worden afzonderlijke aderparen getwist. Deze kabelopmaak met getwiste aderparen zorgt voor onderdrukking van de overspraak. Deze kabels zijn te herkennen aan de afkorting "TP" (Twisted Pair).
De ETHERLINE® Cat.-kabel. 6A FD FC wordt bijvoorbeeld als volgt ingedeeld: ScreenedFoiled/UnscreenedTwistedPair. Deze netwerkkabel is afgeschermd met een draadomvlechting en een daaronder liggende aluminium gelamineerde kunststoffolie (Screened/Foiled). De aderparen zijn paargewijs getwist en zijn niet voorzien van een extra aderpaarafscherming (UnscreenedTwistedPair).
Elk systeem is zo goed als het zwakste punt. LAPP-connectorsystemen bieden het voordeel dat alle typen van de bovengenoemde concepten van de afschermingsverbinding worden gebruikt. Heel vaak zijn EMC-kabelwartels al in de connector geïntegreerd, bieden ze de mogelijkheid een beschermslang aan te sluiten en maken ze het mogelijk contact te maken tussen de kabelafscherming en het werk- of PE-contact van het connectorsysteem.
De standaardbehuizing is voorzien van een poedercoating met een niet-geleidende afdichting tussen de behuizingsdelen, waardoor deze van elkaar geïsoleerd zijn. EPIC® EMC-connectoren bieden u een afscherming van 360° en een trilbestendige afschermingsverbinding. De EMC-connectoren zijn te herkennen aan hun metaalgeleidende, meestal vernikkelde oppervlak. De afdichtingen zijn zo ontworpen dat de twee op elkaar geperste of geschroefde behuizingsdelen een laag-weerstandscontact van metaal op metaal maken. Hetzelfde principe geldt voor de kabelwartel en voor de montagewand.
Rechthoekige connectoren hebben een geïntegreerde SKINTOP® MS-M BRUSH-kabelwartel. De EPIC® ULTRA H-A3 en de EPIC® ULTRA H-B6-24 zijn daarom eenvoudig te assembleren en ontworpen voor een groot klembereik met afgeschermde kabels.
Als u daarentegen behoefte hebt aan een ruimtebesparende constructie, bijvoorbeeld voor gebruik in servoaandrijvingen, actuatoren en sensoren, dan bevelen wij de circulaire connectoren POWER en SIGNAL van LAPP aan. Deze zijn voorzien van een speciaal aangepaste EMC-kabelwartel voor servo- en datakabels.
De zeroCM®-technologie van LAPP levert een doorslaggevende bijdrage aan verbeterde EMC in machines en installaties. Het nieuwe en gepatenteerde kabelontwerp met een laagcapacitieve bundelconstructie met tegenovergestelde beschermende geleider bereikt een honderd procent elektrische symmetrie en verbetert de elektromagnetische compatibiliteit. Het eerste product is de ÖLFLEX® SERVO zeroCM.
Elektromagnetische storingen ziet u niet, dat maakt ze zo verraderlijk. Er is veel ervaring nodig om ze op te sporen, zo mogelijk voordat ze schade veroorzaken. LAPP heeft een omvangrijk aanbod dat klanten daarbij ondersteunt:
Wanneer vervanging van een niet-afgeschermde kabel in het systeem om diverse redenen niet mogelijk is, of als de kabels en draden slechts in gedeelten van het systeem op elektromagnetisch compatibele wijze moeten worden afgeschermd, kunnen de kabels als aanvulling op onze SILVYN®-beschermslangen worden voorzien van afzonderlijk verkrijgbare koperen omvlechtingen (copper braids) of worden omwikkeld met 3M Scotch 1183 afschermtape.
Voor een betrouwbare aarding van deze systemen kunt u het beste onze een- of tweedelige SHIELD-KON®-connector gebruiken voor het verbinden van de koperen omvlechting aan een geaarde behuizingswand of andere geaarde aansluitpunten.
Voor een optimaal afschermingseffect kunnen de kabels worden voorzien van een dubbele afscherming of in een koperen of stalen buis worden gelegd. Vanuit oogpunten van EMC zijn deze vormen van afscherming volledig dicht. Onze spiraalgewonden SILVYN® metalen beschermslangen met koperen omvlechting, zoals de EMC AS-CU bieden u volledige EMC-bescherming en tegelijkertijd een uitstekende flexibiliteit in vergelijking met een buis. Deze beschermslang is geschikt voor bijzonder zware omgevingen met hoge elektromagnetische eisen. Onze SILVYN® MSK-M BRUSH-slangwartel met EMC-bescherming en geïntegreerde trekontlasting maakt uiteindelijk uw EMC-afgeschermde systeem compleet.
Slechte EMC is vaak de oorzaak van montagefouten. In de industrie is het lange tijd gebruikelijk geweest om kabels en connectoren afzonderlijk aan te schaffen en ze pas aan te sluiten wanneer ze in de machine of productie-installatie zijn geïnstalleerd – de vakman noemt dit assemblage.
Tegenover de grotere flexibiliteit staan een aantal nadelen: de kwaliteit van de afwerking laat vaak te wensen over. Bijvoorbeeld omdat de monteur bij het strippen van de isolatie te diep snijdt en de aderisolatie beschadigt of de afscherming slechts op bepaalde punten met de connectorbehuizing verbindt en zo EMC-problemen veroorzaakt.
Daarom gaat de trend in de richting van voorgemonteerde kabels, die wij bij LAPP onder de naam ÖLFLEX® CONNECT aanbieden. Kabel en connector worden af fabriek geassembleerd geleverd, klanten ontvangen zelfs kabelrupsen compleet met kabels en slangen, en LAPP zorgt ook voor de engineering. De klant ontvangt dus altijd de optimale kwaliteit uit één hand en kan zich concentreren op zijn kerntaken, namelijk het bouwen van de machine.
