9-2022

EMV Bild 4: Vermessung

EMV Bild 4: Vermessung eines Netzteils mit aktiver PFC (Klasse D) Bild 4a: Netzteil mit aktiver PFC - MPE-G120 magnetische Felder oder Spannungen sein (durch Sendeanlagen, Blitzeinschläge, Schaltvorgänge im Stromnetz, HF-Einstrahlung z. B. von CPUs usw.) Für das Netzteil wichtige Prüfungen sind Surge IEC 61000- 4-5 und Burst IEC 61000-4-4. Die Prüfung mittels Surge stellt Blitzeinschläge sowie auch stärkere Lastwechsel im Versorgungsnetz nach. Die o.g. Norm setzt zur Prüfung einen definierten Prüfimpuls im Leerlauf- und Kurzschlussfall voraus. Die Anstiegszeit beträgt 1,2 µs, die Abfallzeit bis 50 % der ursprünglichen Scheitelspannung 50 µs. Erzeugt wird dieser Impuls durch einen Generator, dessen Signalqualität eine entsprechende Wiederholung in gleicher Signalform zulässt. Dabei können diese Impulse Spannungen von bis zu 4000 V und mehr erreichen. Die Einkopplung in das Netzteil erfolgt über ein Koppelnetzwerk entweder von L zu N oder PE zu L oder N. (symmetrisch oder asymmetrisch). Je nach Anwendung setzt die Norm unterschiedliche Schärfegrade bzw. Prüfspannungen voraus. Mit einem entsprechenden Kriterium wird dann am Schluss die Messung bewertet. Bewertungskriterien A: Keine Beeinflussung des Prüflings B: Beeinflussung des Prüflings, jedoch setzt sich der Prüfling selbstständig wieder zurück in Betriebszustand C: Beeinflussung des Prüflings. Eingriff durch Operator notwendig. Surgeprüfung Neben der Belegung der Versorgungsleitung werden auch Datenund Informationsleitungen mittels speziellem Koppelnetzwerk getestet. Der Surgeimpuls ist in der EN61000-4-5 detailliert beschrieben. Er muss eine Anstiegszeit von 8 µs erreichen und mind 50 % der Spitzenspannung für 20 µs halten können. Da bei der Surgeprüfung hohe Ströme und Spannungen auftreten, die sogar zur Zerstörung des Prüflings führen können, ist auf die Einhaltung der Sicherheitsbestimmungen zu achten. Burstprüfung Der Prüfaufbau der Burstprüfung ist ähnlich der Surgeprüfung. Der Burstimpuls stellt Störungen auf der Zuleitung durch Relais, Motoren oder Leuchtstoffröhren nach. Die Impulse weisen eine sehr kurze Dauer und Anstiegszeit im Nanosekunden-Bereich auf und werden als Burstimpulspakete vom Generator über das Koppelnetzwerk in den Prüfling eingespeist. Wie bei der Surgeprüfung werden seitens der IEC61000-4-4 bestimmte Spannungshöhen und Kriterien vorgegeben, die seitens des Prüflings erfüllt werden müssen. ESD-Tests Einen weiteren Härtetest für das Netzteil stellen die ESD-Tests dar. Die Tests der elektrostatischen Aufladung stellen nach, inwieweit sich ein Mensch durch Ladungstrennung auflädt und diese Aufladung von mehreren Kilovolt zur Störung von elektrischen Geräten führt. Dabei wird unterschieden zwischen der direkten und indirekten Entladung. Je nach Norm werden dabei bis zu 15 Kilovolt (z. B. Medizin EN 60601- 1-2) als Luftentladung angesetzt. Dip-Test Genauso wichtig für Netzteile sind Tests zu Einbrüchen der Versorgungsspannung. Der sog. Dip- Test (EN61000-4-11) reduziert bzw. unterbricht die Eingangsspannung für gewisse Zeiträume bzw. Zyklen. Hierbei wird geprüft, ob die Ausgangsspannung des Netzteils einbricht und ob dann das Netzteil wieder ordnungsgemäß startet. Weitere Tests sind die Beeinflussung des Netzteils durch von außen angelegte E- oder H-Felder, die entsprechend moduliert werden. Wer schreibt: Magic Power konzentriert sich auf die Entwicklung und Produktion von lüfterlosen internen und externen Schaltnetzteilen sowie isolierten DC/DC-Wandlern für Medizin- und Industrieanwendungen. Das Unternehmen liefert alles aus einer Hand und betreibt eine EMV-Messkammer für Messungen der leitungsgeführten Störungen, Burst, Surge, ESD und Netzeinbruch (61000-4- 11), eine GTEM- und 3,5 m TEM- Zelle sowie ein 3 m Freifeld für die Messung der Störfeldstärke. ◄ 164 PC & Industrie 9/2022

Sicherheit Sichere Radarsysteme und optoelektronische Sensorik für mehr Produktivität Stationäre und mobile Anwendungen rundum sichern mit hoher Auflösung und mit kurzen Reaktionszeiten überwacht werden, sind Lichtgitter die richtige Wahl. Sollen jedoch ganze Bereiche mit verschiedenen Schutzfeldern abgesichert werden, dann eignet sich hierzu die Scannertechnologie, die darüber hinaus auch mit einer Präzision der Kantenschärfe aufwarten kann. Dabei ist es im Wesentlichen so, dass Scanner jegliche Art von Gegenstand erfassen. Der Radarsensor dagegen erkennt materialspezifisch Objekte – Wasser und Metall und Bewegungen, auf die er reagiert. Er bietet immer dann Vorteile, wenn die Umgebung eine hohe Robustheit und Unempfindlichkeit gegenüber Umwelteinflüssen erforderlich macht, seien es Staub, Schmutz, Regen oder ähnliche raue Umgebungen. Sicherheitslichtgitter: Barrierefreier Schutz Autor: Tobias Ulmer, Product Manager Pilz GmbH & Co. KG www.pilz.com Bei der Bereichsabsicherung von Maschinen und Anlagen sollten Sicherheit, Anwenderfreundlichkeit und Produktivität miteinander in Einklang gebracht werden. Wenn Personen häufig in den Gefahrenbereich eintreten müssen oder Material zugeführt werden muss, sind optische Schutzeinrichtungen für die Absicherung nicht trennender Schutzeinrichtungen geeignet. Zu diesen zählen Radarsysteme sowie optoelektronische Sen soren Lichtgitter und Laserscanner. Wann welcher Sensortyp zum Einsatz kommt, hängt im Wesentlichen von der Anwendungssituation ab. Als Faustformel gilt: Immer dann, wenn mit optischen Verfahren gut gearbeitet werden kann und eine eher saubere Maschinenumgebung vorliegt, sind Scanner oder Lichtgitter eine sehr gute Wahl. Der Radarsensor kann dagegen nicht nur raue Umgebungen mit Schmutzbelastung und Stäuben gut vertragen, er ist auch in Umgebungen mit extremen Temperatur unterschieden und Wetter einflüssen die ideale Schutzmaßnahme. Der Einsatz der Radartechnologie sollte auch in Betracht gezogen werden, wenn es darum geht, nicht nur Flächen zu überwachen, sondern auch Objekte in einem 3-dimensionalen Raum zu erkennen. Lichtgitter bzw. Lichtschranken und Scanner sichern zweidimensionale Flächen, wie Zugänge und Boden flächen. Sie detektieren entweder statische (Lichtgitter) oder auch dynamische Hindernisse (FTS). Dabei deckt die Überwachung von dynamischen Hindernissen ggf. auch statische Anwendungsbereiche – Stichwort: Zutrittskontrolle oder Hintertretschutz – mit ab. Das kann auch der Radarsensor. Was nochmals verdeutlicht: Im Einzelfall sind es daher mehrere Kriterien, die darüber entscheiden, welche Schutztechnologie genutzt werden kann oder soll. Schutzbedürfnis und Präzision entscheiden mit über Einsatz Soll eine Eingriffsstelle oder ein Zugang zu einer Applikation sicher, Sicherheitslichtgitter finden vor allem dann Anwendung, wenn barrierefreie Sicherheitslösungen umgesetzt werden müssen. Dies ist der Fall, wenn Prozesse nicht zu hundert Prozent vollautomatisch ablaufen, also offene Zugänge bzw. Eingriffsstellen an der Maschine ge geben sind, bei denen der Bediener in den Prozess eingreifen muss, wie es beim Zu- und Abführen von Produkten oder Teilen der Fall ist. Hier verlangt die sicherheitstechnische Betrachtung dieser Prozesse besondere Beachtung. Bei Lichtgittern schützt ein unsichtbares Infrarot-Schutzfeld vor dem Zugriff oder Zutritt in gefährliche Maschinen bereiche: Wird ein Lichtstrahl unterbrochen, löst das sofort einen sicheren Abschaltbefehl aus. Je nach Anforderung erfüllen Lichtgitter gemäß EN/IEC 61496- 1/-2 „Sicherheit von Maschinen – Berührungslos wirkende Schutzeinrichtungen“ Finger-, Hand- und Körperschutz. Diese haben kurze Reaktionszeiten im Millisekunden- Bereich, so dass der Sicherheitsabstand infolge der Reaktionszeit minimiert wird und die wertvolle Fläche für Produktions aufgaben genutzt werden kann. PC & Industrie 9/2022 165