Als Kernausrüstung des vertikalen Transports stehen die Betriebssicherheit und Stabilität von Aufzügen in direktem Zusammenhang mit der Sicherheit des Personals. Im Aufzugssystem ist die Steuerplatine das „Gehirn“, das für den Empfang von Anweisungen, den Antrieb von Motoren, die Steuerung von Türmaschinen und andere wichtige Vorgänge verantwortlich ist. Allerdings gibt es in der Betriebsumgebung von Aufzügen eine große Menge an elektromagnetischen Störungen - Momentanimpulse vom Motorstart-, hochfrequente Strahlung-von Frequenzumrichtern, Spannungsschwankungen von externen Stromnetzen und Signalstörungen von anderen elektrischen Geräten im selben Gebäude. All dies kann zu Signalstörungen der Steuerplatine, Befehlsverzögerungen oder sogar Ausfällen führen, was zu Sicherheitsrisiken wie plötzlichem Stoppen des Aufzugs und falschem Öffnen der Tür führen kann. Daher ist die EMV-Leistung der Aufzugssteuerplatine zu einem Schlüsselindikator für den sicheren Betrieb von Aufzügen geworden.
1, Sich der Herausforderung stellen: EMV-Kernanforderungen an Aufzugssteuertafeln
Die EMV-Leistung der Aufzugssteuerplatine muss sowohl den Anforderungen der „Anti-Interferenz“ als auch der „Nicht-Interferenz“ genügen: Einerseits sollte sie externen elektromagnetischen Störungen standhalten und den normalen Betrieb ihres eigenen Stromkreises gewährleisten können; Andererseits kann die von ihr erzeugte elektromagnetische Strahlung keinen Einfluss auf den Betrieb anderer Komponenten oder Peripheriegeräte in der Aufzugsanlage wie Sensoren, Kommunikationsmodulen usw. haben, die vor Störungen geschützt werden müssen. Aus verarbeitungstechnischer Sicht konzentrieren sich die Kernanforderungen auf drei Dimensionen:
Erstens die Fähigkeit, leitenden Störungen zu widerstehen. Wenn Hochleistungsgeräte wie Aufzugsmotoren und Frequenzumrichter in Betrieb sind, übertragen sie über Stromleitungen hochfrequente Störsignale an die Steuerplatine. Wenn die Leiterplatte der Steuerplatine nicht ordnungsgemäß verarbeitet wird, dringen die Störungen in den Kernchip ein und verursachen Fehler bei der Befehlsausführung. Als nächstes kommt die Fähigkeit, Strahlungsinterferenzen zu widerstehen. Die Verkabelung im Inneren des Aufzugsschachts ist dicht und der Abstand zwischen der Steuerplatine und den Motor- und Stromleitungen ist relativ gering, was ihn anfällig für die von diesen Leitungen abgestrahlte elektromagnetische Energie macht. Insbesondere bei Hochgeschwindigkeitsbetrieb des Aufzugs kann die vom Frequenzumrichter erzeugte hochfrequente Strahlung in das Gehäuse der Steuerplatine eindringen und die Signalübertragung stören. Schließlich gibt es noch die Selbststrahlungskontrolle. Der Taktkreis und die Hochgeschwindigkeitssignalleitung auf der Steuerplatine erzeugen während des Betriebs elektromagnetische Strahlung. Wenn die Strahlung den Standard überschreitet, kann es zu Störungen des Kommunikationssystems des Aufzugs, beispielsweise der Kommunikationsausrüstung in der Kabine, und sogar zu Störungen anderer elektronischer Geräte im Gebäude kommen.
2, Prozessoptimierung: Verarbeitungslösung für die EMV-Leistung der Aufzugssteuerplatine
Als Reaktion auf die EMV-Anforderungen von Aufzugssteuerplatinen beginnen wir mit Schlüsselaspekten wie PCB-Layout, Verkabelung, Erdung und Abschirmung und erstellen einen vollständigen EMV-Optimierungsprozess, um die Risiken elektromagnetischer Interferenzen von der Quelle zu reduzieren.
(1) Layoutplanung: Wissenschaftliche Zoneneinteilung zur Reduzierung der Interferenzkopplung
Das PCB-Layout ist die Grundlage des EMV-Schutzes, und ein vernünftiges Layout kann die Interferenzkopplung zwischen verschiedenen Schaltungsmodulen erheblich reduzieren. Wir übernehmen das Prinzip der „funktionalen Zoneneinteilung“, um die Steuerplatine in drei Hauptbereiche zu unterteilen: Der „starke elektrische Bereich“ umfasst Motorantriebsschaltkreise, Leistungsmodule usw., der „schwache elektrische Bereich“ umfasst Kernchips, Signalverarbeitungsschaltkreise usw. und der „Kommunikationsbereich“ umfasst RS485-Kommunikationsschnittstellen, drahtlose Module usw. Halten Sie einen ausreichenden Sicherheitsabstand zwischen den einzelnen Bereichen ein, um eine direkte Abstrahlung von Störsignalen von starken Stromkreisen auf schwache Stromkreise zu vermeiden. Gleichzeitig sollten hochfrequente Komponenten wie Quarzoszillatoren und Taktchips von empfindlichen Komponenten wie ADC-Analog-zu-Digital-Umwandlungschips und Sensorschnittstellen ferngehalten werden, und Leistungsfilterkondensatoren und Entkopplungskondensatoren sollten in der Nähe der Chip-Stromanschlüsse platziert werden, um eine „lokale Stromversorgungsschleife“ zu bilden und die Störungsleitung auf den Stromleitungen zu reduzieren.
(2) Verkabelungsprozess: Präzise Kontrolle von Signalübertragungsstörungen
Der Verkabelungsprozess wirkt sich direkt auf die Entstörungsfähigkeit und den Strahlungspegel des Signals aus. Für Hochgeschwindigkeitssignalleitungen wie Kommunikationsleitungen zwischen Steuerchips und Frequenzumsetzern verwenden wir „Impedanzanpassungs“-Verdrahtungen -, indem wir die charakteristische Impedanz der Leitung berechnen. Wir kontrollieren die Breite, Dicke und den Abstand von der Referenzmasseebene der Verkabelung, um sicherzustellen, dass die Impedanzabweichung innerhalb von ± 10 % liegt und Störungen durch Signalreflexion vermieden werden. Gleichzeitig wird das „Differential Distribution Line“-Verfahren zur Verarbeitung empfindlicher Signale wie Encoder- und Sensorsignale verwendet, wodurch Differenzpaare in gleicher Länge, gleichem Abstand und parallel angeordnet werden können, wobei die Anti-Gleichtaktinterferenz-Eigenschaften von Differenzsignalen genutzt werden, um externe Strahlungsstörungen auszugleichen. Darüber hinaus sollte die Verkabelung von Strom- und Erdungsleitungen streng kontrolliert werden. - Für Stromleitungen sollte breite Kupferfolie verwendet werden, um die Leitungsimpedanz zu verringern und durch Stromschwankungen verursachte Störungen zu minimieren. Das Erdungskabel verwendet die Methode „Sternerdung“ oder „Zonenerdung“, um die Starkstromerde, die Signalerde und die Abschirmungserde zu trennen und so ein Übersprechen von Störströmen zwischen verschiedenen Erdungskreisen zu vermeiden.
(3) Erdung und Abschirmung: Aufbau elektromagnetischer Schutzbarrieren
Die Erdung ist ein wichtiges Mittel zur Unterdrückung elektromagnetischer Störungen. Wir verbessern die Anti--Interferenzfähigkeit der Steuerplatine durch Optimierung der PCB-Erdungsbehandlung. Bei der Verarbeitung mehrschichtiger Leiterplatten wird eine spezielle „Masseebene“ eingerichtet, um alle Erdungsstifte direkt mit der Erdungsebene zu verbinden, den Erdungspfad zu verkürzen, den Erdungswiderstand zu verringern und Störströme schnell abzuleiten. Für Bereiche mit starken hochfrequenten Störungen, wie z. B. Frequenzumrichter-Schnittstellenschaltungen, wird eine „Erdung über Array“-Methode verwendet, um Erdungsdurchkontaktierungen dicht um den Bereich herum anzuordnen und so eine „elektromagnetische Abschirmwand“ zu bilden, um zu verhindern, dass hochfrequente Störungen nach außen abstrahlen oder eindringen.
Darüber hinaus bieten wir für externe starke elektromagnetische Interferenzszenarien Abschirmungsverarbeitungslösungen auf PCB-Ebene an - mit „Metallabschirmungsabdeckungen“ in sensiblen Bereichen wie dem Kernchipbereich der Steuerplatine. Die Abschirmungsabdeckung ist über einen leitfähigen Kleber fest mit der Leiterplatten-Erdungsebene verbunden und bildet so einen vollständigen Hohlraum zur elektromagnetischen Abschirmung, der externe Strahlungsstörungen um mehr als 20 dB dämpfen kann. Gleichzeitig werden EMV-Filterkomponenten wie Gleichtaktinduktivitäten und Sicherheitskondensatoren an der Stromschnittstelle, der Kommunikationsschnittstelle und anderen Schnittstellenteilen der Leiterplatte installiert, um leitungsgebundene Störungen durch Filterschaltungen zu unterdrücken und sicherzustellen, dass externe Störungen nicht über die Schnittstelle in die Steuerplatine gelangen können.
3, Qualitätskontrolle: Vollständige Prozessüberprüfung der Einhaltung der EMV-Leistung
Die EMV-Leistung von Aufzugssteuerplatinen steht in direktem Zusammenhang mit der Betriebssicherheit. Aus diesem Grund haben wir ein umfassendes EMV-Qualitätskontrollsystem eingerichtet, das die „Vorplanung der Verarbeitung fertiger Produkte“ abdeckt, um sicherzustellen, dass jede Steuerplatine der internationalen EMV-Norm IEC61800-3 für elektrische Aufzugsausrüstung und relevanten nationalen Normen wie GB/T17799.2 entspricht.
In der frühen Planungsphase wird eine professionelle EMV-Simulationssoftware eingesetzt, um eine Vorsimulationsanalyse des PCB-Layouts und der Verkabelung durchzuführen, elektromagnetische Störszenarien zu simulieren, potenzielle EMV-Risiken im Voraus zu identifizieren und Lösungen zu optimieren. Während der Verarbeitung werden wichtige Prozessparameter wie die Schweißqualität von Erdungsdurchkontaktierungen, die Ebenheit der Installation von Abschirmabdeckungen und die Schweißzuverlässigkeit von Filterkomponenten streng kontrolliert. Durch die automatische optische AOI-Inspektion, die Röntgeninspektion und andere Geräte wird sichergestellt, dass die Schweißung frei von virtuellem Schweißen und Fehlschweißen ist und die Erdungsverbindung fest ist.
In der Testphase des fertigen Produkts wird die Steuerplatine zur umfassenden Prüfung an ein professionelles EMV-Labor geschickt. Erst wenn alle Prüfgegenstände den Standardanforderungen entsprechen, kann die Steuerplatine versendet werden, um sicherzustellen, dass die an die Kunden gelieferten Produkte eine zuverlässige EMV-Leistung aufweisen.