Medidas para evitar el ruido eléctrico en la instalación de corte de SYMBOL.

Fuente: AB-Reference Manual “System Design forControl of Electrical Noise”.

Las imágenes y algunas de las recomendaciones se han tomado del documento citado.

1- Extender el panel de referencia de masa a las máquinas y componentes.

Con estas medidas se pretende reducir el ruido provocado por las HF. Principalmente es producido por FA DC conmutadas y accionamientos conmutados para control de motores. El objetivo es conseguir una superficie grande de referencia y un buen retorno de las señales de HF no deseadas a través de caminos de baja impedancia.

Estos caminos serán independientes de los cables de tierra de protección exigidos por la norma y destinados a tener los distintos elementos de la instalación a un mismo y seguro potencial, pero a la frecuencia de trabajo de las líneas de potencia.

Hay que tener en cuenta que una capacidad equivalente que representa una unión, tiene una baja impedancia para señales HF.

Unir el panel de referencia del armario con la máquina con bandeja de acero.

o Llevar una bandeja de acero entre el armario y el chasis de ambas máquinas. Cuanto más ancha sea la bandeja mejor.

o Empalmar los tramos de bandeja solapándolos y uniéndolos con tornillos y arandela, el objetivo es reducir la impedancia de la unión.

o El chasis de la máquina se unirá a la bandeja con cable de cobre trenzado, también aquí, cuanto más ancho y corto mejor.

o Sería bueno unir los paneles de ambos armarios y el del armario de la máquina2 con el pilar de la nave que tiene al lado, usando un cable de malla trenzado.

o Si en lugar de una bandeja fueran varias unidas entre sí por malla, mejor.o Aprovechar para llevar por la bandeja las señales limpias.

Unir el chasis del controlador al panel de referencia.

Comprobar que el chasis esta correctamente unido al panel de masa, se pude poner también malla trenzada para mejorar la unión.

2- Filtros de alimentación.Con estas medidas reduciremos el ruido a través de la alimentación, centrándonos en la fuente de alimentación conmutada de 24VCD.

o La alimentación de la fuente deberá llegar a través de un filtro de línea AC, servirá uno comercial adecuado a la potencia de la fuente. Se debe colocar lo más cerca posible de la fuente y separando físicamente, en las canales del armario, los cables de entrada y salida.

o Conectar al panel de masa la salida del común de la FA. (Preguntar a SYMBOL si se puede hacer directamente o si es necesario que sea flotante).

o Desacoplar los 24VDC a través de un condensador de 1uF 50V a masa.o Separar mediante un filtro pasa baja la alimentación para las señales limpias o

críticas. Para ello son necesarias: ferritas de baja frecuencia; condensadores cerámicos de 1uF 50V; terminales de conexión para carril de tierra y señal. Preguntar a SYMBOL si se puede hacer directamente o si es necesario que sea flotante (por el encoder). En este caso la señal de cero y los encoders. Si SYMBOL no responde consultar fabricante.

o En la instalación de ambos filtros (AC, DC) es indispensable que el contacto del chasis del filtro y el terminal de tierra tengan un buen contacto con el panel de masa. Sería necesario comprar pasta conductora para mejorar la unión. En el caso del filtro comercial, es mejor comprar uno de tres etapas equilibrado y aún así es necesario conectarlo a PE.

o De acuerdo con el manual existen dos configuraciones para distribución de 24VDC, con una sola FA o con dos:

o Finalmente se puede instalar una FA lineal.

3- Cableado de los motores En este importantísimo apartado, capítulo 8 del manual, se tienen en consideración los siguientes aspectos:

o Comprensión del ruido: La salida del accionamiento por PWM, conmutación de transistores, es una de las principales fuentes de ruido. Es esencial para reducir este ruido tener en cuenta el apantallamiento de los cables, un acoplamiento a masa correcto, la disposición del exceso de cable.

o Apantallamiento. Un cable no apantallado irradia ruido que se acopla a los cables adyacentes y además conduce ruido que viene de los campos generados por otras fuentes de ruido. Como se ve en la figura la pantalla se conecta en ambos extremos, esto crea un bucle que hay que reducir al máximo. Esto se hace llevando el cable apantallado cerca de una bandeja conectada a masa. La pantalla se conecta por un lado a la estructura del motor y por el otro al chasis del accionamiento o al panel de masa lo más cerca posible del accionamiento. Las conexiones de la pantalla no se harán trenzando la malla sino a 360 usando bridas metálicas conectadas al panel.

o Se pueden conectar ferritas, si el fabricante lo permite, a la salida del accionamiento. Pasar los tres cables dos o tres veces por el toroide. Comprobar si la ferrita se calienta.

o Manejar el exceso de cable. No se deben enrollar juntos los cables de alimentación y realimentación. El exceso de cable se recogerá como se recomienda en la figura siguiente.

4- Reducción del ruido en las entradas rápidas desde detectores.La señal de cero en la que se colocó un filtro, es un detector magnético que va a una entrada del controlador de ejes. Hay que saber si esta es una entrada rápida y por lo tanto sensible a pulsos de corta duración. En este caso el ruido se puede entender como una señal del detector. Normalmente el ruido será debido bien a un acoplo capacitivo con otros cables “ruidosos” si la señal del detector no va apantallada, bien a una diferencia de potencial entre el controlador y el conector del detector.

Cableado

o Usar cable apantallado siempre que sea posible.o Conectar la pantalla en ambos extremos a 360.

o Llevar los cables separados de señales sucias y hacerlos lo más cortos posibles.

Alimentación

o Usar una alimentación lo más limpia posible.o Si la FA es conmutada, filtrar la alimentación.o Llevar siempre a masa el común.

Se puede utilizar la FA compartida por otros componentes o bien usar una FA específica que sería lineal. Las correspondientes configuraciones para cada caso se muestran a continuación:

Con FA compartida colocar un filtro para la alimentación del detector, lo más próximo posible a la entrada del controlador.

Montaje del dispositivo de detección

En nuestro caso, se colocará un detector cuya carcasa este aislada de la estructura de la máquina y conectada a la malla del cable. Si no se puede aislar se conectará la malla al soprte de montaje del detector, uniéndola así a masa.

Filtrado

Esta medida se instaló a petición de SYMBOL. Al usar un filtro pasa baja se aumentará la inmunidad frente al ruido, la limitación viene por el aumento del tiempo de respuesta. Las recomendaciones que se dan para un filtrado correcto son:

o Minimizar la longitud del cable entre el filtro y el controlador.o Unir el común del filtro al chasis del controlador. Este punto se debería de

comprobar.

Configuración del filtro de la entrada con alimentación única, ver valores del manual:

5- Reducción del ruido en las señales de encoder.Normalmente el ruido en los encoders llega por el cable hasta el controlador y se debe principalmente a la diferencia de potencial entre el soporte del encoder y la entrada del controlador. A continuación se explican las recomendaciones a tomar para reducir el ruido.

Cableado

o Usar siempre cable apantallado y separarlo del cableado sucio.

Alimentación

o Usar la alimentación del controlador si existe.o Usar una alimentación limpia. o Si la fuente de alimentación es conmutada, usar un filtro.o Llevar el común a masa.

Configuraciones de la alimentación según el tipo de fuente:

Montaje

o Aislar la carcasa del encoder de la estructura de la máquina y conectarla a la malla del cable. Esto requiere un acoplamiento con el eje aislado.

o Si no se puede aislar conectar la malla al soporte del encoder y al chasis del controlador.

6- Ruido por apertura de contacto en interruptores.El pico de tensión que se produce en toda carga inductiva al suprimir la corriente de forma brusca, genera ruido. Esto sucede en todo interruptor:

o Reléso Contactores, tanto la bobina como los contacto principales.o Transformadores.o Filtros de línea.o Fluorescentes de aramrio.

Supresores de ruido para AC

o Circuito RC o RC con Varistor en paralelo. montarlo en paralelo con el contacto, mejor que con la carga:

Supresor para DC

o Diodo en antiparalelo con la carga.