Schirmanschlusssystem Störungsfreier Betrieb durch konsequente Schirmung

Aufgrund hoher Übertragungsraten auf dem Feldbus entstehen in der Automation hochfrequente Störsignale. Dazu kommen energiereiche Felder durch hohe, schnell geschaltete Ströme von Geräten der Leistungselektronik. Ein konsequenter Schirmanschluss ist somit für den störungsfreien Betrieb unerlässlich. Funktionelle Komponenten bieten auch für hochfrequente Störsignale die erforderliche Ableitfläche.

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Industrial Ethernet hat längst Einzug in die Industrie erhalten und damit zu höheren Übertragungsraten auf dem Feldbus geführt. Zudem benötigt die fortschreitende Automatisierung mehr elektronisch gesteuerte Motoren und Antriebe. So werden beispielsweise Frequenzumrichter nebst Zuleitungen und Motoren im näheren Umfeld der Steuerungen betrieben. Mit dem technologischen Fortschritt ändert sich folglich auch das elektromagnetische Spektrum, sodass die Verschmutzung durch Störsignale zunimmt.

Auf die Schirmung kommt es an

Motoren, Frequenzumrichter und andere Geräte können im industriellen Umfeld ungewollt zu Sendern (Störquellen) werden. Im Gegenzug dazu können sich Regelungen und Steuerungen samt Feldbus wie Empfänger (Störsenken) verhalten. Deswegen ist eine richtige Schirmung unabdingbar.

In der Regel werden störanfällige Signale über geschirmte Mehrdrahtleitungen zum Anlagenschrank geführt. Auf dem Weg dahin koppeln sich Störsignale, die von Stromrichtern, Leistungsschaltern, Frequenzumrichtern oder anderen Schaltvorgängen herrühren, in den Leitungsschirm ein.

Störsignale im hochfrequenten Bereich

Je weiter sich jedoch das Störsignal in den hochfrequenten Bereich verschiebt, umso stärker kommt der Skin-Effekt zum Tragen. Der Störstrom wird hierbei auf die Leiteroberfläche gedrängt und hat nicht mehr den vollen Querschnitt zur Verfügung. Somit steigt für hochfrequente Störströme der Übergangswiderstand an den Verbindungsstellen der Schirmauflage.

Die zur Erdung verwendeten Komponenten müssen deshalb eine gute leitfähige Oberfläche bei gleichzeitigem Korrosionsschutz bieten. Durch die separate Schirmauflage entsteht einerseits eine ausreichend große Verbindungsfläche, andererseits lassen sich Materialien mit gut leitenden Oberflächen einsetzen. Des Weiteren kann der Anlagenbauer durch die frei wählbare Position der Schirmauflage leichter die EMV-Kriterien berücksichtigen, wie beispielsweise die Auflage direkt nach Kabeleinführung oder nahe der Klemmstelle.

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