Transcript PowerPoint-Kivi Niria

EMC Seminar Schiphol (deel 4)
27 mei 2009
EMC Meten is Weten
(één plaatje zegt meer dan 1000 woorden)
Ing. Gerard Grashof
Product Support ScopeMeter
Fluke Industrial BV
Almelo
Keeps your world up and running
Case 1
Motordrives genereren pulsvormige
spanningen
 Deze pulsen veroorzaken ongewenste
vereffeningsstromen
 Gevolg: EMC-Problemen

Keeps your world up and running
Opbouw van een VSD
Keeps your world up and running
Detail van U en I
Variable Speed Drives moduleren de DC bus
spanning waarbij de pulsbreedte verandert.
Tgv de motor inductie wordt de stroom afgevlakt. In dit
voorbeeld is bewust voor een lage frequentie
gekozen, om de veranderingen in de stroom in de
motor zichtbaar te maken.
Bij hogere frequenties zal de stroom een meer
sinusvormig karakter krijgen.
Het motorkoppel is direct afhankelijk van de grootte
van de grondharmonische van de spanning..
Keeps your world up and running
 Praktische
uitvoering
van een
VSD
kabinet
Waarschuwing

Deze meting enkel
uitvoeren met een Scope
met isolated floating
inputs en juiste CAT
rating

Motor drive is een 600V
CAT III omgeving
Keeps your world up and running
Oscilloscope safety
Category ratings
Select a scope and
probes and clamps
for the worst case
category
Voltage ratings
Overvoltage
category
Working
voltage
Transient voltage
Keeps your world up and running
Working voltage
(dc or ac – rms to grnd)
Peak impulse
transient
(20 repetitions)
Test source
(Ohm = V/A)
CAT I
600V
2500 V
30 ohm source
CAT I
1000V
4000 V
30 ohm source
CAT II
600V
4000 V
12 ohm source
CAT II
1000V
6000 V
12 ohm source
CAT III
600V
6000 V
2 ohm source
CAT III
1000V
8000 V
2 ohm source
Uitgangsspanning
Keeps your world up and running
Waar ontstaan de vereffenings stromen ?
 Bij
het filter
 Op
 In
de afgeschermde mantel
de motor
Keeps your world up and running
Afgeschermde kabels
Keeps your world up and running
Vereffeningsstromen in de Motor
• Stroom vloeit weg via aarde (constructie)
• Kogellager schade tgv. inbranden
Keeps your world up and running
Stroom door de afscherming


Spanning tussen
Nul en Aarde (PE)
Keeps your world up and running
Totaal stroom op
de kabel
Pulsen in detail

Spanning
Tussen N
en aarde

Totaal
stroom op
de kabel
Keeps your world up and running
Pulsen in detail
Zeer steile
Flanken
 Daardoor
zeer hoge
stoor
frequenties

Keeps your world up and running
Zeer breedbandige Storingen
Keeps your world up and running
Inzoomen op het
spectrum
 Geval van
interferentie met
mains signaling

Keeps your world up and running
Opslingering door lange kabels

Direkt aan de
VSD
Keeps your world up and running

20 Meter
Kabel
Opslingering door lange kabels
Keeps your world up and running

Keeps your world up and running
Spanningspieken
boven 1000 Volt
EMC-gunstige Filteraarding
Keeps your world up and running
Piekspanning

Bron van EMC
problemen

Desastreus voor de
isolatie van de
motorwinding
Keeps your world up and running
Overige metingen in de aandrijftechniek
Foutzoeken in VSD
 Servicewerkzaamheden
 Instellen van de VSD

Keeps your world up and running
Sporadische timing fouten IGBT’s
Foutzoeken
mbv Replay
 100 laatste
schermen
terugkijken

Keeps your world up and running
Vermogensspectrum meting

Vermogensverlies tgv 5e harmonische
(tegengesteld koppel)
Keeps your world up and running
Vpwm Meting
 Instellen
van de
V/Hz ratio
Keeps your world up and running
Case 2

Veldbussystemen
 Bepalen van de
signaal integriteit
 Conform de bus
standaard ?
 Goed /fout
beoordeling
Keeps your world up and running
Datanetwerken in industriele omgeving
ERP
systemen
PLC voor
proces
besturing
Applicaties lopen
op Proces server,
Industrieel
ethernet
Traditioneel
netwerk
IT supported
Keeps your world up and running
Industrial Automation – market trends

Rockwell Automation, Q3 resultaat:



M$ 1475
$
Emerson, Q3 resultaat:



Omzet
+ 15% tov 2007
Control producten
+ 22% tov 2007
Netto verkoop
M$ 6600
+ 14% tov 2007
Netto verkoop in Asië & Lat.Amerika
+ 16% tov 2007
Siemens, Q3 resultaat

Netto verkoop
+ 9,5% tov 2007
Keeps your world up and running
M$ 19182
Elementen van industrieel netwerk
Netwerk communicatie bevat drie elementen:
Kabel infrastrutuur: het medium dat elektrische signalen transporteert
a.k.a. “het Koper”
Fysische signaleringslaag: Electrische (digitale) signalen die de data
transporteren
Communicatie Protocol: Stuurt de datacommunicatie
TCP/IP, DeviceNet, ASi, ModBus, RS-485 etc.
Goede kabel + Goede digitale signalen + Juiste protocol
 Storingsvrije datacommunicatie
Keeps your world up and running
‘Single ended’ vs ‘Differential’ bus structuur
Keeps your world up and running
‘Single ended’ vs ‘Differential’ bus structuur -2-
Keeps your world up and running
Dus waarom de Bus Health Test ?

Maar, industriëlen bussen en netwerken
werken niet altijd 100% betrouwbaar
 Ruwe omgeving, het is geen kantoor
EMC omgeving, vervuiling
veroorzaakt systeemfouten






!
Is het de bekabeling?
Is het het elektrisch signaal?
Is het het protocol?
Noodzaak voor betrouwbare, makkelijk te
gebruiken instrumenten voor troubleshooting
en metingen
Het industriële netwerk is geen deel van de
kantoor infrastructuur.
Onderhoud wordt gedaan door de
industriële onderhoudsploeg
Veel bus-standaarden verschillen van het
gewone kantoor netwerk
Keeps your world up and running
Controle van de Signaalintegriteit
Keeps your world up and running
Test vereisten


Verificatie van de kabel infrastructuur
 Is de kabel geïnstalleerd, en werkend, volgens specificatie?
 Segment lengte, isolatie, kabel impedantie, afgesloten waar
nodig (niet te veel, niet te weinig!), draaddiameter, enzovoort
Verificatie van de elektrische signalen
 Zijn de signalen aanwezig en binnen specificatie?
 Amplitude, bias spanning, stijg/daaltijden, pulsbreedte,
afwijkingen, enzovoort
 Opgepikte ruis, reflecties, common mode signalen,
aardfouten, EMC
Alleen als aan deze criteria wordt voldaan, kan de communicatie
succesvol zijn!
Keeps your world up and running
Bus Health – handmatig uitvoeren van metingen
DC bias
Use cursors and timebase
Keeps your world up and running
Peak-Peak levels
Manchester encoding pulse is ½ bit
AC coupling to increase resolution
Rise time, …. etc
Fluke 225C: automatische metingen
Voert automatisch alle metingen uiten vergelijkt ze
automatisch met de relevante standaard



De ScopeMeter meet automatisch de belangrijke elektrische signaal
parameters, vergelijkt deze met de standaarden en legt de min/max waarden
vast.
De Bus Health mode laat snel die parameters zien die de aandacht vereisen
Voor bussen met specificatie voor
ruisnivo (b.v. Foundation Fieldbus
en Profibus PA), controleert het
instrument automatisch
het ruisnivo in drie specifieke banden
d.m.v. geavanceerde
filter functies
Keeps your world up and running
Makkelijk in gebruik – schakel tussen modes

Additionele informatie over de signaalkwaliteit is te halen uit de weergave van
het oogpatroon
Kwantitatieve informatie
Kwalitatieve informatie
Bespaar tijd
Krijg meer informatie
Keeps your world up and running
Bus Test – parameter
test
scherm
Actuele meetwaaren

Activiteit indicators

Signaal nivo
indicatie

Data rate
Kwaliteit indicators
Limietwaarden zijn
vooraf ingesteld,
maar
kunnen gewijzigd
worden


Oogpatroon mode
Keeps your world up and running
Bus type
geschiedenis Limiet waarde
(statistics)
door
gebruiker
ingesteld
of
standaard
waarden
Oogpatroon mode
Geeft visuele indicatie van
signaalintegriteit
Instelbare
Persistence, zoals in
Scope-mode
Keeps your world up and running
Terug naar
parameter
scherm
Schakel naar scope
mode en analyseer elk
specifiek signaaldetail
Praktijk voorbeeld

Lift storing tgv EMC
(video)
Keeps your world up and running
Applicatie notes
Case Study : 5th Harmonic resonance
Checking voltage-frequency ratio on variable-speed drives with a Fluke
ScopeMeter 190 Series
Electrical, insulation and thermal measurements for motors and drives*
Inspecting bearings*
Inspecting electric motors*
Inspecting motor control centers*
Is it the drive, the motor or the load?
Low-cost drives can be an expensive alternative
Measuring variable-speed motor drive output voltage with a Fluke
ScopeMeter 190 Series
Taming the variable speed motor.
Understanding harmonics and motor problems can improve ...
Using a Fluke ScopeMeter 125 to troubleshoot Foundation Fieldbus
Installations
Verifying CAN bus signals with a Fluke ScopeMeter 120 Series
Verificatie van de signaalintegriteit bij een Profibus-systeem
Keeps your world up and running
Nadere info: Fluke Nederland
Web: www.fluke.nl