La Importancia de la Compatibilidad Electromagnética (CEM) en la Fábrica Inteligente
Con protección EMC en aplicaciones industriales
En la fábrica inteligente se transfiere una gran potencia eléctrica y una cantidad cada vez mayor de datos en un espacio reducido. Esto aumenta el riesgo de interferencias electromagnéticas: incluso un conector mal apantallado puede paralizar todo un proceso de producción. Por eso no es de extrañar que el sector de las soluciones compatibles electromagnéticamente esté en alza: actualmente, un siete por ciento anual en todo el mundo. Una compatibilidad electromagnética (CEM) óptima requiere una buena comprensión del sistema y la selección de los componentes adecuados. LAPP ofrece ambas cosas a los usuarios.
¿Cómo funciona la CEM?
Una interferencia electromagnética siempre tiene su origen en una fuente de interferencia. Puede tratarse de un equipo que transporta una corriente elevada, como un motor controlado por frecuencia o un cable.
La fuente de interferencia corresponde a un equipo perturbado, denominado sumidero de interferencia. El sumidero de interferencias puede ser un sensor o un cable de red de datos, por ejemplo.
El mecanismo de acoplamiento intermedio provoca la interferencia. Puede dividirse en cuatro tipos diferentes de acoplamiento:
1. Acoplamiento conductivo: La fuente de interferencia y el sumidero de interferencia están conectados entre sí, por ejemplo, mediante un conductor de puesta a tierra común. Una corriente de interferencia a través del conductor de puesta a tierra común provoca interferencias electromagnéticas.
2. Acoplamiento capacitivo: La fuente y el sumidero de interferencias están próximos entre sí, pero no conectados físicamente. Con el acoplamiento capacitivo, la interferencia electromagnética (EMI) es producida por el campo eléctrico.
3. Acoplamiento inductivo: En el acoplamiento inductivo, la fuente y el sumidero de interferencias también están cerca, pero no están conectados entre sí. Sin embargo, la interferencia es causada por el campo magnético.
4. Acoplamiento radiativo: El acoplamiento radiativo se produce generalmente cuando la fuente de interferencia y el sumidero de interferencia están muy alejados y los conductores actúan en última instancia como antenas y provocan la interferencia por radiación electromagnética.
En la práctica, suele tratarse de una mezcla de estos 4 mecanismos de acoplamiento, que deben eliminarse, por ejemplo, utilizando cables apantallados.
¿Qué es la Directiva CEM?
La Directiva CEM 2014/30/UE, en su artículo 3, define la compatibilidad electromagnética (CEM) como:
"[...] la capacidad de un equipo para funcionar satisfactoriamente en su entorno electromagnético sin causar interferencias electromagnéticas que serían inaceptables para otros equipos en este entorno."
Esta definición resalta dos aspectos principales de la CEM:
1. Emisión de Interferencias: El equipo no debe generar interferencias electromagnéticas que afecten a otros dispositivos en su entorno.
2. Resistencia a Interferencias: El equipo debe ser capaz de operar sin ser perturbado por interferencias electromagnéticas presentes en su entorno.
Con estos principios, la Directiva CEM busca garantizar que todos los equipos electrónicos puedan coexistir y funcionar correctamente en entornos electromagnéticamente activos, promoviendo un rendimiento óptimo y seguro.
Cómo garantizar una buena CEM
Cables de control y fuerza
Los cables conductores de energía pueden tener distintos tipos de apantallamiento:
Trenzado de cobre estañado entre los núcleos y la cubierta. El grado de cobertura y el ángulo de trenzado influyen en la eficacia de la barrera. Ejemplo: ÖLFLEX® SERVO 719 CY.
Envoltura de cables de cobre. Especialmente para cables móviles en robótica que deben soportar la torsión. Ejemplo: ÖLFLEX® ROBOT 900 DP.
Lámina de plástico laminada con aluminio, que se envuelve alrededor de los conductores individuales o de todos ellos. A menudo en combinación con apantallamiento trenzado.
Cables de datos
Suelen estar apantallados. Es habitual que se trenzen como un par trenzado, lo que elimina los efectos de campo en los pares de núcleos. Además, estos cables llevan un apantallamiento de lámina sobre los núcleos y un apantallamiento trenzado encima. Los expertos de LAPP le asesorarán en el proceso de selección.
Conectores
Los conectores EPIC® EMC presentan un apantallamiento de 360 grados y una conexión apantallada a prueba de vibraciones. Los prensaestopas de la serie SKINTOP® BRUSH garantizan un montaje sencillo y la máxima compatibilidad electromagnética.
Glándulas
Los sistemas de conectores LAPP tienen la ventaja de utilizar todos los conceptos de conexión de apantallamiento antes mencionados. Muy a menudo, los prensaestopas CEM ya están integrados en el conector, ofrecen la posibilidad de conectar un conducto de protección y permiten el contacto del apantallamiento del cable con el contacto de trabajo o PE del sistema de conectores. Los conectores rectangulares tienen un prensaestopas SKINTOP® MS-M BRUSH integrado. El EPIC® ULTRA H-A3 y el EPIC® ULTRA H-B6-24 son, por tanto, fáciles de montar y están diseñados para un amplio rango de apriete en cables apantallados. Si necesita un diseño que ahorre espacio, por ejemplo para su uso en servoaccionamientos, actuadores y sensores, le recomendamos los conectores circulares POWER y SIGNAL de LAPP. Están equipados con un prensaestopas CEM especialmente adaptado para servocables y cables de datos.
Accesorios, hilos conductores, bloques y sistemas de puesta a tierra
Es importante disponer de componentes de alta calidad para la comunicación industrial de un único proveedor, como cables de conexión y conmutadores. LAPP ofrece un servicio de chequeo que comprueba el cableado de una fábrica o de sistemas individuales, prestando especial atención a la compatibilidad electromagnética.
Conexión a tierra
Una buena conexión a tierra es fundamental para la CEM; de lo contrario, el apantallamiento no tendrá efecto. Los cables de datos siempre deben estar conectados a tierra en ambos extremos.
¿Por qué son importantes los conectores para la protección CEM?
Todo sistema es tan bueno como su punto más débil. Los sistemas de conectores LAPP tienen la ventaja de utilizar todos los conceptos de conexión de apantallamiento antes mencionados. Muy a menudo, los prensaestopas CEM ya están integrados en el conector, ofrecen la opción de conectar una manguera de protección y permiten que el apantallamiento del cable entre en contacto con el contacto de trabajo o PE del sistema de conectores.
La carcasa estándar está recubierta de polvo con una junta no conductora entre las partes de la carcasa, que las aísla entre sí. Los conectores EPIC® EMC ofrecen un apantallamiento de 360 grados y una conexión de apantallamiento a prueba de vibraciones. Los conectores EMC se identifican por su superficie metálica conductora, normalmente niquelada. Las juntas están diseñadas para garantizar que las dos piezas de la carcasa que se presionan o atornillan entre sí estén en contacto de baja resistencia metal sobre metal. El mismo principio se aplica tanto a los prensaestopas como a la pared de montaje.
Los conectores rectangulares disponen de un prensaestopas SKINTOP® MS-M BRUSH integrado. De este modo, EPIC® ULTRA H-A3 y EPIC® ULTRA H-B6-24 son fáciles de montar y están diseñados para un amplio rango de sujeción de cables apantallados.
Si necesita un diseño que ahorre espacio, por ejemplo para su uso en servoaccionamientos, actuadores y sensores, le recomendamos los conectores circulares POWER y SIGNAL de LAPP. Están equipados con un prensaestopas CEM especialmente adaptado para servocables y cables de datos.
Hito para la CEM: tecnología zeroCM® de LAPP
La tecnología zeroCM® de LAPP supone una contribución clave a la mejora de la CEM en máquinas y sistemas. El nuevo diseño de cable patentado con una construcción de haz de baja capacitancia con una toma de tierra de protección opuesta consigue una simetría eléctrica del cien por cien y mejora la compatibilidad electromagnética. El primer producto es el ÖLFLEX® SERVO zeroCM.