工厂自动化的优势包括降低运营成本、提高运营效率以及提高产品质量和安全性。工业电子在自动化中发挥着至关重要的作用;电力电子设备、传感器、执行器、仪表、集成电路和半导体等组件用于工业自动化。在恶劣的工业环境中,例如化学、半导体、能源、石油、采矿和运输行业,基于工业电子的系统中的EMC非常重要——即使传感器中的小故障也可能导致暂时关闭和毁灭性的经济损失。在本文中,我们将探讨工业电子产品、它们对电磁干扰的脆弱性以及EMC标准在工业电子领域的重要性。
什么是工业电子
“工业电子”是一个总称,涵盖工业环境中使用的电气和电子设备、设备和组件。工业电子元件的范围可以从小型无源元件到重型机械。属于工业电子类别的项目包括:
电力电子开关
驱动器
执行器
传感器
继电器
分析仪
波导
集成电路
射频电路
控制器
计时器
工业电子工程涉及工业中的控制、仪表、安装、信号处理、故障检测、维护和自动化系统。工业电子工程师的部分工作是减轻电磁干扰(EMI),因为所有工业电子系统都受到EMI的影响,这阻碍了这些行业的高效和可靠运行。
EMI对工业电子产品的影响
让我们以EMI对模拟传感器(工业电子产品中广泛使用的组件)的影响为例,作为EMI对工业电子产品的一般影响的示例。
工业中采用模拟传感器来测量温度、压力、流量、位置、电压和电流等量。它们是工厂自动化和控制系统不可或缺的组成部分。这些传感器信号与参考进行比较以启动、继续或结束操作。在存在电磁干扰的情况下,传感器读数会被操纵并最终导致控制系统操作错误。
EMI对模拟传感器的影响可分为两类:
1) 有意或无意的EMI
2) 低功率或高功率EMI
一些无意的高功率 EMI 源的例子是变压器或闪电。有意的EMI通过破坏数字逻辑并导致不适当或不稳定的系统操作来注入故障。由于模拟传感器信号的功率级别为毫伏和毫瓦,因此它们容易受到低功率EMI的影响。注入 EMI 的传感器读数甚至可以使自动化工业系统暂时关闭,从而造成经济损失。为防止出现这些问题,工程师在设计这些系统时应仔细遵守工业电子产品中的EMC标准。
工业电子产品的EMC标准
保护工业电子系统免受电磁干扰以确保系统的可靠运行非常重要。为此,工业电子系统需要符合 EMC 标准。最流行的工业环境 EMC 标准是 IEC 61000-6-1 和 IEC 61000-6-2。前一个标准审查了轻工业环境的抗扰度要求,而后一个标准审查了一般工业环境。还有一些 EMC 标准为限制工业系统的排放提供了指导方针。标准 IEC 61000-6-3和IEC 61000-6-4处理来自光和一般工业环境的排放。
在这里,我们更详细地分解这四个标准:
IEC 61000-6-1是通用 EMC 抗扰性要求,适用于轻工业场所以及住宅和商业场所使用的电气和电子设备。它涵盖了频率高达 400GHz 的抗扰度要求。
IEC 61000-6-2是一项国际标准,规定了频率高达 400 GHz 的 EMC 抗扰度要求。它适用于工业场所使用的电气和电子设备。
IEC 61000-6-3是适用于电气和电子设备的通用 EMC 辐射标准。本标准的一部分处理在轻工业环境中使用的设备的排放要求。本标准考虑了高达 400GHz 的传导和辐射发射。
IEC 61000-6-4包含针对室内和室外工业环境中存在的电气和电子设备的排放要求的国际标准。本标准适用于IEC 61000-6-3范围之外的设备。本标准涵盖了 9 kHz 至 400 GHz 范围内的发射要求。
随着行业变得越来越受技术驱动,自动化制造和加工系统中发生EMI的机会急剧增加。确保工业电子产品的 EMC和符合EMC标准对于减轻EMI至关重要。如有需要对电子工业产品EMC认证及检测的请联系上海舜欧!