Wöchentlich sterben die Bedienpanels
Kürzlich erlebt:
In einer neuen Lagerhalle sterben die Bedienpanels wie die Fliegen.
Nach Dutzenden Garantieaustauschen hat der Lieferant auf die Military-Edition gewechselt.
Nutzlos!
Zuerst gehen einzelne Teile des Touchscreen nicht mehr, dann wird mit einer Maus weitergearbeitet und irgendwann stirbt der Bildschirm ganz oder das Netzwerkinterface verabschiedet sich.
Ganz zu schweigen von den zahlreichen täglichen Fehlfunktionen, wenn sich ein Panel plötzlich selbständig macht und wie von Geisterhand auf dem Bildschirm herumgedrückt wird.
Die normgerechte Netzqualitätsmessung während einer Woche hat keine Auffälligkeiten gezeigt, besonders starke Magnetfelder sind auch nicht vorhanden.
Die Messung der hochfrequenten Störspannung vom (wahrscheinlich ziemlich billigen) Netzteil war dann aber auffällig:
Die Auswirkungen von Billig-Netzteilen auf die Elektromagnetische Verträglichkeit
Wir kennen es von den Notebooks: Immer häufiger sind die Netzteile 2-polig ausgeführt, also ungeerdet. Das kann beim Anschliessen von Diagnosegeräten und Debuggern an Industriemaschinen die Lebensversicherung des Notebooks sein, in vielen Fällen ist es aber auch ein Designfehler mit fatalen Folgen.
Wer sich zurückerinnern kann, wie Netzteile vor 15 Jahren ausgesehen hat, der weiss, dass ein solches mit einem Ausgangsstrom von 1 A schon mächtig Gewicht hatte. Heute bekommt man ein 10x leistungsfähigeres Gerät mit 1/10 des Gewichtes. Dies ist möglich, weil die Geräte die Netzspannung in hohe Frequenzen zerhacken und diese so mit einem kleinen Transformator übersetzen können. Die dadurch entstehenden hohen Frequenzen müssen mit entsprechendem Elektronikaufwand gefiltert werden.
Genau da trennt sich der Spreu vom Weizen. Das Gerät wird durch die notwendigen Komponenten grösser, schwerer und teurer. Der Markt wird überflutet von Billig-Netzteilen, welche zwar schutzisoliert sind und dadurch keinen Erdanschluss haben, aber auf vernünftige Filter verzichten.
Weshalb dies besonders im industriellen Umfeld ein Problem ist
Um nicht sofort die Kontrollorgane der Kommunikationsbehörden aufzuschrecken, wird einfach mit ein paar Kondensatoren grob gefiltert. Dadurch können vielleicht sogar die Normen eingehalten werden und der Ableitstrom beim Berühren bleibt auch im Rahmen. Fährt nun aber in wenigen Metern Entfernung der dynamische Antrieb eines Roboters an oder das Hochregallager beschleunigt einen Shuttle, dann leiten genau diese Entstörkondensatoren die transienten Signale gnadenlos an die angeschlossene Elektronik weiter.
Dies kann zu EMV-Störungen oder wie im obigen Beispiel sogar zur Zerstörung von Elektronikkomponenten führen.
Wie Sie so ein Netzteil entlarven
Die folgenden Methoden können helfen, eine Abschätzung zu machen, ersetzen aber nicht die Messung mit normgerechten Netzwerken und Messgeräten über den vorgegebenen Frequenzbereich.
Mit einem einfachen Multimeter kann man in der AC-Stellung die Spannung am Minus-Pol des Netzgerätes gegen Erde (Radiator, mittlerer Pol einer Steckdose, usw.) messen. Wenn diese mehrere Zehn Volt oder sogar 110 V ist, deutet dies auf hohe Koppelkapazitäten und damit EMV-Anfälligkeit hin.
Das ist schon ganz beachtlich. Misst man dann allerdings den Ableitstrom, dann sieht man, dass dies im Normalfall nicht gefährlich ist. In der Medizin wäre dieses Netzteil allerdings nicht zugelassen!
Stellen Sie das Multimeter auf Strommessung AC und messen Sie den Strom, der von diesem Minus-Pol gegen Erde fliesst.
Der Kontrast
Zum Vergleich ein Netzteil von Ikea. Nicht teuer, aber beeindruckend gut:
Wenn Sie ein Oszilloskop zur Verfügung haben, welches mindestens 10 MHz Bandbreite hat, dann können Sie eine Sonde vorne kurzschliessen und damit eine Messschlaufe aufspannen. Diese halten Sie neben das Netzteil und sehen dann die Frequenzen des Magnetfeldes. Dies ist keine absolute Messung, aber es lassen sich sehr einfach verschiedene Netzteile miteinander vergleichen.
Wenn Sie dieselben Frequenzen auch auf der Gleichspannung sehen können, dann ist das schon mal ein alarmierendes Zeichen. Die schnellen Schwankungen auf der Gleichspannung sollten nicht grösser als 0.1 Vpp sein.
Die gute Lösung gegen EMV-Probleme
Verwenden Sie im industriellen Umfeld Netzteile, die einen Erdanschluss haben. Bei diesen sind die internen Filterkomponenten gegen Erde verbunden und dadurch keine Ableitströme in der angeschlossenen Last mehr vorhanden.
Wenn Sie ausserdem darauf achten, dass die Geräte explizit EMV-Normen entsprechen oder speziell kleine Ableitströme aufweisen (Tipp: Medical approved), dann sind Sie auf der sicheren Seite.
Zusätzlich sollte das angeschlossene Gerät geerdet sein, damit beispielsweise ESD-Entladungen beim Berühren nicht den Weg über die Elektronikspeisung nehmen müssen, sondern direkt über das Gehäuse abgeführt werden können.
Eine pragmatische Lösung bei Kostendruck
Wenn in Ihrem Produkt die Netzteile zu den preiskritischen Bestandteilen gehören, dann gibt es noch einen anderen Weg:
Kaufen Sie verschiedene Netzteile ein, die infrage kämen, senden Sie diese an Creafield und erhalten Sie innerhalb kürzester Zeit einen normgerechten Prüfbericht mit einem Ranking betreffend der leitungsgeführten EMV-Emissionen. Mit dem entsprechenden Messequipment hält sich der Aufwand in Grenzen. Für ein schnelles Angebot füllen Sie einfach das Kontaktformular aus oder buchen Sie einen kostenlosen Beratungstermin.