Hallo, anbei der aktuelle Stand der beiden 24 V DC Eingänge unseres neuen Gerätes. Funktion ist da, aber es wurde noch kein EMV Test durchgeführt. Es geht um eine Industrieanwendung. Könnte es bei dieser Schaltung zu EMV Problemen kommen ? Einstrahlung oder leitungsgebundene Störungen. Wenn ja, was würdet ihr ändern ?
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Eingangsseitiger ESD-Schutz. Ggfs Gleichtaktdrosseln in den Eingängen passend zum Störaussendeprofil des Gerätes.
Mark S. schrieb: > Eingangsseitiger ESD-Schutz. Würde es denn helfen, einfach einen Widerstand 1K parallel zu den Eingangsklemmen zu schalten. Damit wird der Eingang doch niederohmiger und weniger störanfällig, oder ?
Dirk F. schrieb: > Würde es denn helfen, einfach einen Widerstand 1K parallel zu den > Eingangsklemmen zu schalten. > Damit wird der Eingang doch niederohmiger und weniger störanfällig, oder > ? jain, die Spannung darf dann nicht so weit einbrechen das die LED verhungert. 20mA reichten früher für Telefonleitungen über Kilometer. Es gilt aber noch zu bedenken das LEDs altern und umso schneller je heißer sie betrieben werden.
Die Dioden D20x schützen nicht vor verpolter Spannung am Eingang. Die LED des Kopplers verträgt nur 5 V in Sperrrichtung und die verpolte Spannung wird sich unvorhersehbar auf beide Dioden aufteilen. Richtig wäre es, eine einigermaßen schnelle kleine Diode (1N4148 oder so ähnlich) antiparallel zur Kopplerdiode zu schalten.
Joachim B. schrieb: > jain, die Spannung darf dann nicht so weit einbrechen das die LED > verhungert. Das Signal kommt von dem Digitalausgang einer Sicherheits-SPS. Verkabelung mit min. 0,75 qmm. Der Optokoppler wird bereits bei 1 mA durchgeschaltet. Da sollten ausreichend Reserven da sein zum "Einschalten". Was nicht passieren darf, dass im abgeschalteten Zustand durch EMV Störungen ein 1-Signal erzeugt wird.
Dirk F. schrieb: > Das Signal kommt von dem Digitalausgang einer Sicherheits-SPS. > Verkabelung mit min. 0,75 qmm. und wo sind da Daten zur Quellenleistung oder Ra? Meine Bemerkung hatte einen Sinn, nur muß der verstanden werden.
Dirk F. schrieb: > 24V * 1 A = 24W aus dem einen Digitalport? Erscheind mir unglaubwürdig, aber wenn du das schreibst........
Wenn es der Digitalausgang einer Sicherheits-SPS ist, dann sind das deutlich mehr, als 20 mA. Da machen 1000 Ohm parallel nichts aus. Der Ausgang muss auch Relais und Leuchtmelder treiben können, und letztere sind in Altbeständen noch Glühlampen.
Nein, 1kOhm parallel haben bei ESD keinen Effekt. Typische ESD-impulse liefern Stromspitzen von 10-20A für knapp 1ns. Da braucht es Transil-Dioden ganz vorne, gefolgt von einem Serienwiderstand ca 1kOhm vor dem Eingang. Das kann man mit einer normgerechten ESD-Pistole auch im eigenen Hause messen.
Sieht erst mal gut aus, ein Keramik C würde ich da noch reinbauen, direkt am Eingang. 1-10nF
Gibt es irgendeinen Grund, teure sauschnelle 15MHz Koppler zu verwenden? Ich nehme da immer langsame Standardkoppler (HCPL-181-00CE). Man kann auch AC-Koppler (2 LEDs) nehmen (HCPL-814-50AE), dann ist die Polung egal. In jedem Fall brauchst Du dahinter im µC noch Entprellsoftware (Timerinterrupt).
Dirk F. schrieb: > Wenn ja, was würdet ihr ändern ? Ich will dir ja nicht zu nahe treten, aber du machst industrielle Steuerungen und fragst hier im Forum ob die nahzu nackte Schaltung so geht? Wir machen Kundenspezifischen Industriekrams seit vielen Jahren. Da hat jeder 24V Eingang bestimmt 20 BE. Für die Funktion vielleicht 3 der Rest ist Schutzbeschaltung. - Verpolschutz - Überspannungsschutz - ESD-Schutz - definierter Eingangsbereich - EMV Beschaltung Hier fehlt fast alles. 1. Lies das Pflichtenheft. Dort drin sollte stehen, bis wohin low, und ab wann high ist. Auch 24V Pegel haben irgendwas dazwischen. 2. Mach den Eingang immer so langsam wie möglich. Pulse/Störungen die die Elektronik nicht mehr sieht sind dann auch häufig nicht mehr relevant.
Benjamin K. schrieb: > Auch 24V Pegel haben irgendwas dazwischen. Wenn es professionell sein soll, setzt man definierte Schaltschwellen mit Hysterese. Z.B. bei >16V wird eingeschaltet, bei <8V aus.
Dirk F. schrieb: > Ich wollte einen Optokoppler mit 3,3V Push-Pull Ausgang. Pack nen 74LVC2G17 (oder was ähnliches) mit Pullup dahinter. Ist normal billiger als nen spezieller Optokoppler.
Benjamin K. schrieb: > Lies das Pflichtenheft. Und die zusätzlich angedachten Normen. Störfestigkeit kann vieles sein. Ohne den Pegel zu kennen, ist es schwierig irgendwas sinnvolles dazu zu sagen. 61000-6-7 ist schon um einiges schärfer wie die klassischen Normen bei Industrieprodukten. 73
Joachim B. schrieb: > Dirk F. schrieb: >> 24V * 1 A = 24W > > aus dem einen Digitalport? > Erscheind mir unglaubwürdig, aber wenn du das schreibst........ Du hast halt keine Ahnung. Ausgänge mit 24V 1,2,3,4A sind in der Automation ganz normal. Und das sind keine Digital"PORTS" sondern Digitalausgänge. Mit High-Side Treiber davor.
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Benjamin K. schrieb: > 2. Mach den Eingang immer so langsam wie möglich. Pulse/Störungen die > die Elektronik nicht mehr sieht sind dann auch häufig nicht mehr > relevant. Ja, hinter dem Optokoppler sitzt ein RC Tiefpass um Testimpulse (Helltest und Dunkeltest) der Sicherheits SPS zu unterdrücken.
Cyblord -. schrieb: > Du hast halt keine Ahnung. Ausgänge mit 24V 1,2,3,4A sind in der > Automation ganz normal. dann nenne doch die "Sicherheits SPS vom TO"! Wer hat hier keine Ahnung, offensichtlich du auch nicht, du pöbelst mal wieder wie immer!
Joachim B. schrieb: > Cyblord -. schrieb: >> Du hast halt keine Ahnung. Ausgänge mit 24V 1,2,3,4A sind in der >> Automation ganz normal. > > dann nenne doch die "Sicherheits SPS vom TO"! Die SPS des TO ist mir scheißegal. Mir geht es um deine Aussage die ich deshalb auch zitiert habe. Und die ist eben Unsinn.
Für Surge und Burst würde ich im Industriebereich mit mindestens 1kV rechnen. Bei über 3 Meter Kabellänge bedeutet das, dass auch auf die Signalleitungen geschossen wird. Bei der Versorgung mit 2 Ohm und bei den Signalleitungen mit 42 Ohm Vorwiderstand. Ich würde auch minimum für die Versorgungsleitung eine TVS Diode mit SMC / 5KW Type einsetzen und den Signalleitungen SMB 600W oder 1k5W Type. Aber ohne Spezifikation ist das nur im dunkeln stochern. Generell bin ich auch kein Freund von galvanisch trennen, aber jedem das Seine. Lieber händeln, als ignorieren. Schöne Grüße Andreas
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Andreas R. schrieb: > Bei über 3 Meter Kabellänge bedeutet das, dass auch auf die > Signalleitungen geschossen wird. Von wo nach wo wird denn geschossen ? Eingang A+ nach Masse Eingang A+ nach PE Eingang A+ nach Eingang A- Eingang A+ und A- gebrückt gegen PE ?
Dirk F. schrieb: > Andreas R. schrieb: >> Bei über 3 Meter Kabellänge bedeutet das, dass auch auf die >> Signalleitungen geschossen wird. > > Von wo nach wo wird denn geschossen ? > > Eingang A+ nach Masse > Eingang A+ nach PE > Eingang A+ nach Eingang A- > > Eingang A+ und A- gebrückt gegen PE ? Koppelzange.
Benjamin K. schrieb: > Wir machen Kundenspezifischen Industriekrams seit vielen Jahren. Da hat > jeder 24V Eingang bestimmt 20 BE. Für die Funktion vielleicht 3 der Rest > ist Schutzbeschaltung. > - Verpolschutz > - Überspannungsschutz > - ESD-Schutz > - definierter Eingangsbereich > - EMV Beschaltung Siemens mach das wohl nicht so aufwendig: Beitrag "Eingangsschaltung professioneller SPS ?"
Ein Werkzeug, um zu ermitteln, ob ihr damit EMV-Probleme haben könntet, ist eine EMV-Risikoanalyse. Die müsst ihr sowieso durchführen, um Konformität mit der EMV-Richtlinie zu erreichen. Auf den ersten Blick schaut die Schaltung etwas schwachbrüstig aus, um Phänomene wie ESD, Burst oder gar Surge abzukönnen. Aber welche Phänomene in eurem Fall relevant sind, sollte eben die EMV-Risikoanalyse beantworten.
Hier sind ja nicht einmal die Pegel definiert, die zu sicherem AUS- und sicherem EIN-Signal führen. In der Industrie ist die Toleranz der DC-Spannungs-Versorgungen -15...+20 %, dazu kommen Welligkeit auf der Leitung und Spannungsfall entlang der Leitung. Von Industrietauglichkeit ist das hier weit entfernt. Digitale Eingänge sind beschrieben in IEC 61131-2. Am häufigsten werden Eingänge Typ 1 verwendet: Spannung unter 5 V muss als AUS (0-Signal) erkannt werden. Spannung über 15 V muss als EIN (1-Signal) erkannt werden. Dazu kommen noch definierte Ströme, denn das angeschlossene Gerät kann vielleicht auch ausgeschaltet einen Leckstrom liefern oder nicht genug Laststrom und üblicherweise wird ein Tiefpass eingebaut, der Störungen reduziert. Erst wenn die Schaltung alle Industrie-Anforderungen erfüllt, macht es Sinn, über Messungen zur EMV nachzudenken. Bernhard
Bernhard schrieb: > Spannung unter 5 V muss als AUS (0-Signal) erkannt werden. > Spannung über 15 V muss als EIN (1-Signal) erkannt werden. Schaltschwelle ist bei 5,6V. Also werden diese beiden Bedingungen eingehalten. > Dazu kommen noch definierte Ströme, denn das angeschlossene Gerät kann > vielleicht auch ausgeschaltet einen Leckstrom liefern Durch das Hinzuschalten eines 1K3 Widerstandes parallel zu den Eingangsklemmen ist ein Minimalstrom von 5,6mA erforderlich zum Einschalten. Weit genug weg von der Grenze 0,5 mA. > wird ein Tiefpass eingebaut, der Störungen reduziert. Tiefpass sitzt am Augang des Optokopplers.
Dirk F. schrieb: > Schaltschwelle ist bei 5,6V. Wie kommst Du darauf? Im Datenblatt des ACPL-W70L steht nur typisch 1mA (bei 25°C) und max 3mA. Ein unterer Wert ist nicht angegeben. Die Schwelle darf also auch bei 0,3mA liegen und das Datenblatt wäre eingehalten.
Die Eigenschaften müssen selbstverständlich bei allen spezifizierten Umgebungsbedingungen erfüllt werden, z. B. Versorgungsspannungstoleranzen, Betriebstemperaturbereich usw. Bei Eingangsspannung = 5 V muss bei Typ 1 mindestens 2 mA fließen und bei 30 V max. 15 mA. Dazu passt 1,3 kΩ nicht mehr. Bei 30 V würde der 1,3-kΩ-Widerstand mit 0,7 W heizen. Das möchten auch die Anwender meistens nicht. Ein Optokoppler wird meistens verwendet und in Reihe mit der IR-Diode im Koppler ist oft eine LED. Die zeigt den Signalzustand an und hebt gleichzeitig die Schwelle der Schaltspannung an. Dazu schalten manche eine Z-Diode in Reihe oder erhöhen die Schaltschwelle durch einen Spannungsteiler. Eine Verpolschutzdiode kann in Reihe oder parallel zu den anderen Dioden geschaltet werden. Eingangsfilter: kleine Serieninduktivität oder kleine Kapazität nach den Widerständen (nicht direkt am Eingang) oder RC-Filter nach dem Optokoppler, das ist auch okay. Suche im Internet nach "61131-2" "type 1" "digital input" zeigt viele Fundstellen, da wirst du mehr Infos zu weiteren Anforderungen finden. Wenn der Eingang mit Zweidrahtsensoren (höhere Restspannung am Sensor, also niedrigere Eingangsspannung) kompatibel sein soll, wären Eingänge vom Typ 3 sinnvoll. Bernhard
Dirk F. schrieb: > Gemessen. Du mißt also sämtliche Optokoppler vor dem Einlöten aus und berechnest daraus die einzelnen Vorwiderstände? Optokoppler haben typisch sehr große Streuungen. Z.B. steht in vielen Datenblättern für unselektierte Optokoppler ein CTR-Bereich von 50 .. 600%. Industrietauglich wird das auf keinen Fall sein. Optokoppler altern außerdem und sind temperaturabhängig.
Dirk F. schrieb: > Siemens mach das wohl nicht so aufwendig: > Beitrag "Eingangsschaltung professioneller SPS ?" Ähhh, das ist doch ein Prinzipschaltbild. Da sind mit Sicherheit eben die ganzen, für dich ja interessanten, Schutzbeschaltungen weggelassen. Das interessiert auch den Automatisierer in der Regel herzlich wenig. Dirk F. schrieb: > Schaltschwelle ist bei 5,6V. Also werden diese beiden Bedingungen > eingehalten. Dirk F. schrieb: > Peter D. schrieb: >> Wie kommst Du darauf? > > Gemessen. Du hälts also nicht mal den grundlegenden funktionalen Teil ein? Die Auslegung ist erst dann fertig, wenn alle Bauelemnte die größtmögliche Abweichung in die ungünstigste Richtung haben und das Pflichtenheft immer noch eingehalten wird. In allen Arbeitspunkten und Temperaturen. Günstigerweise mit ausreichend Reserve. Ja, das ist sehr sehr aufwendig. Die Erfahrung zeigt, das nichteinhalten fällt einem früher oder später auf die Füße. Und je mehr Geräte du davon bauen willst um so wahrscheinlicher.
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