V oblasti uzemnenia a tienenia zariadení priemyselnej automatizácie doteraz neexistovali usmernenia, ktoré by v rámci platných noriem komplexne riešili problematiku EMC. A to aj napriek tomu, že elektromagneticky kompatibilná inštalácia stroja je základom bezporuchového prenosu dát a signálov.

Prvá časť témy (ATP10/2019) bola venovaná návrhu systému ochranného a ekvipotenciálneho pospájania, tzv. Common Bonding Network (CBN), ktorý je popísaný v smernici organizácie Profibus & Profinet International. Takto navrhnutý systém je odporúčaný hlavne pre automatizačné systémy a priemyselné komunikácie. Jeho stav a kvalitu je možné overiť meraním impedancie tieniacich slučiek a meraním prúdov v  tieneniach komunikačných káblov. Funkčnosť a záťaž systému potenciálového vyrovnania však nie sú vždy rovnaké. Hodnoty prúdov  prechádzajúcich systémom pospájania sa menia počas rôznych stavov prevádzky alebo pri spínaní pohonov. Z týchto dôvodov, ako to uvádza smernica,  je vhodné inštalovať zariadenia s možnosťou permanentného merania prúdov.

Výhody trvalého monitorovania počas prevádzky

Trvalé monitorovanie prúdov v tieneniach dátových liniek počas prevádzky má niekoľko výhod. Namiesto jednorazového merania, ktoré zobrazuje iba „momentku“ stavu zaťaženia v systéme vyrovnania potenciálov, monitoring analyzuje priebeh a  zaznamenáva aj dočasné špičky zaťaženia, ktoré by inak nebolo možné zistiť. Najmä v prípade diagnostiky sú tieto historické údaje hodnotnou informáciou pre rýchle určenie príčiny zhoršenia komunikácie. Užitočné údaje pre diagnostiku a analýzu môže poskytnúť iba záznam a presné zobrazenie priebehu prúdu (obr.1).

Každý, kto používa sieť PROFINET alebo priemyselný ethernet, môže požiadavky smernice komfortne splniť inštaláciou nových prepínačov PROmesh P9 a PROmesh P20 (obr. 2) Tieto prepínače ponúkajú vysoký výkon a priepustnosť (PROFINET switch s výkonovou  triedou  III) spolu s rozšírenou diagnostikou komunikácie. Okrem toho majú tieto prepínače zabudovanú funkciu monitorovania prúdov v tieneniach (obr.3). Meranie sa realizuje vo frekvenčnom spektre do 20 kHz a  zaznamenáva stredné hodnoty (meranie RMS) aj špičky, aby sa prostredníctvom týchto hodnôt dali vysledovať súvislosti a príčiny porúch EMC. Ak napr. meraný prúd prekročí hodnotu 200 mA (efektívny) a 400 mA (špičkový), obvykle to predstavuje nebezpečenstvo pre bezporuchovú komunikáciu a prepínač generuje výstrahu. V prípade inštalácie prepínačov radu PROmesh, tak nie je ďalší merací prístroj pre sledovanie EMC potrebný.

Obr.2: Prepínače PROmesh P9 a P20 s integrovaným meraním a analýzou prúdov v tieneniach

Obr.3  Okamžité frekvenčné spektrum prúdov v  tienení merané prepínačom PROmesh P9

Pre dlhodobé monitorovanie tieniacich, rušivých alebo tzv. blúdiacich prúdov je určený tiež EMC-INspektor® V2. Ponúka nielen záznam a frekvenčnú analýzu prúdu, ale hlavne možnosť súčasne monitorovať až štyri prúdové signály (obr. 4).

Obr 4: EMC-Inspektor V2 súčasne sleduje  a vyhodnocuje priebehy štyroch rôznych prúdov

Zhrnutie

Pre získanie istoty  a odstránenie pochybností pri EMC a vyrovnaní potenciálov poslúži Smernica pre funkčné ekvipotenciálne pospájanie a tienenie v sieťach PROFIBUS a PROFINET, ktorú vydala asociácia Profibus & Profinet International (PI).  Táto voľne stiahnuteľná publikácia obsahuje praktické návody a údaje potrebné na vytvorenie systému potenciálového vyrovnania, ktoré bude vyhovovať požiadavkám automatizácie  a priemyselných komunikácií. Správny projekt takéhoto systému zaručí úsporu času, materiálu a hlavne zabezpečí vysokú odolnosť strojov a systémov v oblasti EMC.