8 Tipps und Ratschläge zur Verringerung der Auswirkungen von EMI auf Ihre Instrumentensignale

 
Elektromagnetische Interferenz, kurz EMI, kommt in industriellen Umgebungen häufig vor und kann sich negativ auf die Genauigkeit der Instrumentensignale auswirken. Hier einige Tipps und Ratschläge, die Ihnen helfen, präzise Messungen in Umgebungen mit hohem Störsignalpegel durchzuführen.

 

Einige Quellen von EMI in der Industrie sind: Frequenzumrichter, Motorantriebe mit Sanftanlauffunktion, SCR-Heizungsregler, Stromversorgungs- und Hilfskontakte, Wechsel- und Gleichstrommotoren, Wechsel- und Gleichstromgeneratoren, Schaltnetzteile, Stromkabel, die Störsignale mit 50 Hz/60 Hz abstrahlen, Funksprechgeräte, Lichtbogenschweißen, Vorschaltgeräte für Leuchtstofflampen, elektrostatische Entladungen, Blitzschlag und viele mehr.

 

Die Auswirkungen von EMI verringern
Hier einige Tipps zur Verringerung der Auswirkungen von EMI auf Ihre Instrumentensignale:

 

1. Führen Sie Versorgungsverdrahtung und Instrumentensignalverdrahtung in separaten Kabelkanälen oder auf separaten Kabelpritschen. Halten Sie diese Trennung so weit wie möglich auch im Bedienfeld/Schrank aufrecht.

 

2. Wenn ein Signalkabel ein Stromkabel kreuzen muss, führen Sie die Kreuzungsstelle in einem 90-Grad-Winkel aus, und halten Sie gleichzeitig so viel Abstand wie möglich.

 

3. Vermeiden Sie Schlaufen in der Instrumentenverdrahtung. Die Leitung sollte so gerade wie möglich verlaufen.

 

4. Verwenden Sie geschirmte Twisted-Pair-Kabel für Instrumentensignale. Verdrillte Leitungen verteilen die Wirkung von EMI auf beide Leitungen und reduzieren Fehler aufgrund von EMI erheblich. Die Ummantelung der Instrumentenleitungen mit einer Schirmung schützt vor EMI und lässt den von der EMI erzeugten Strom nach Erde abfließen.

 

5. Schließen Sie das eine Ende der Abschirmung an Erde an, vorzugsweise an dem Punkt mit dem geringsten elektrischen Störpegel.

 

6. Ein Stromsignal ist von Natur aus weniger empfindlich gegenüber EMI als ein Spannungssignal, deshalb ist es von Vorteil, die Signale mit einem galvanisch getrennten Messumformer in ein Industriestandard-Stromsignal von 4–20 mA umzuwandeln. Dies bietet die folgenden Vorteile:

 

  • Stromschleifensignale von 4–20 mA sind sehr unempfindlich gegenüber elektrischen Störsignalen.
  • Im Gegensatz zu Spannungssignalen erfahren 4–20 mA-Signale auch über lange Strecken hinweg keine Abschwächung (in gewissen Grenzen natürlich).
  • Die meisten Messumformer sind so programmiert, dass der Schleifenstrom auf einen außergewöhnlich hohen oder niedrigen Pegel geht, wenn der Sensor ausfällt. Typischerweise liegen diese Grenzwerte bei 3,5 und 23 mA. Auf diese Weise kann eine 4–20 mA-Stromschnittstelle das System über einen Sensorfehler informieren.
  • Ein Leitungsbruch führt zu einem Stromfluss von 0 mA, womit sich ein Kabelfehler leicht erkennen kann. Wenn Spannungssignale verwendet werden, führt die hohe Impedanz des nachgeschalteten Geräts dazu, dass die gebrochenen Leitungen wie eine Antenne wirken. EMI kann in den Leitungen ohne Weiteres eine Spannung induzieren, sodass die Leitungsbrucherkennung bei Spannungssignalen nur unzuverlässig funktioniert.
  • Die galvanische Trennung der Messsignale schützt nachgeschaltete Geräte vor Schäden durch hohe Gleichtaktspannung und eliminiert Fehler aufgrund von Erdschleifen. 
  • Die galvanische Trennung des Messsignals blockiert EMI, die an beiden Eingangsleitungen gleichzeitig anliegen.
  • An den meisten Messumformern ist eine Ausgangsdämpfung einstellbar, mit der sich EMI-bedingte Instabilitäten des Signals herausfiltern lassen.

 

7. Minimieren Sie am Bedienfeld die Länge der nicht abgeschirmten Instrumentenleitungen. Die freiliegenden Leitungen müssen über ihre gesamte Länge zwischen den Anschlusspunkten fest verdrillt sein.

 

8. Führen Sie die Instrumentenkabel innerhalb des Bedienfelds mit größtmöglichem Abstand zu EMI-Quellen im Bedienfeld. Thermoelement- und RTD-Signale sind besonders anfällig für durch EMI verursachte Fehler. Seien Sie also vorsichtig, wenn diese Kabel im Bedienfeld verlegt werden.

 

Wenn Sie diesen Richtlinien folgen, erzielen Sie auch in Umgebungen mit hohen Anforderungen an die EMV (Elektromagnetische Verträglichkeit) exakte Messergebnisse.

 


 

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Beispiele für galvanisch getrennte integrierte Temperaturmessumformer:

5331A: programmierbarer 2-Draht-Messumformer

5331D: programmierbarer 2-Draht-Messumformer

5334A: programmierbarer 2-Draht-Messumformer

5334B: programmierbarer 2-Draht-Messumformer

5337A: 2-Draht-Messumformer mit HART®-Protokoll 

5337D: 2-Draht-Messumformer mit HART®-Protokoll 

 

Beispiele für galvanisch getrennte Temperaturmessumformer zur Hutschienenmontage:

4116: universeller Signalmessumformer

3104: Signalwandler mit galvanischer Trennung

3337: schleifengespeister Temperaturwandler mit HART 7-Protokoll

5116A: programmierbarer Messumformer

5116B: programmierbarer Messumformer