机器视觉工程安装电磁兼容指导书
本文档主要针对我司机器视觉类产品在工业自动化领域应用的环境,如用于3C制造、电子半导体、物流等工业自动化领域工程安装指导,避免应用环境中的强电磁噪声干扰设备的正常运行。

一. 适用范围

本文档适用于机器视觉类产品在工业自动化环境安装时电磁干扰防护指导,也可用于技术支持、硬件、EMC、现场工程安装人员的知识拓展。


二. 目的

本文档用于指导机器视觉类产品在典型工业自动化环境中的电磁兼容安装要求,以减少环境电磁噪声对产品的干扰。


三. 概述

本文档主要针对我司机器视觉类产品在工业自动化领域应用的环境,如用于3C制造、电子半导体、物流等工业自动化领域工程安装指导,避免应用环境中的强电磁噪声干扰设备的正常运行。


四. 工程安装电磁兼容措施

4.1工业自动化电磁环境分析

随着人工智能的发展机器视觉应用越来越广泛,下图所示为我司设备安装在工业自动化环境下的典型应用场景。


                                                图4-1 机器视觉典型安装场景


这些应用场景可能存在:
a. 高压或中压变压器供电电网,电网上产生的高压脉冲干扰强
b. 一般有中、大功率传送带,传动电机设备
c. 大功率设备较多并集中供电、电网负载大
设备安装在上述场景下,可能遭受到如下几个方面的电磁干扰风险:


 
                                  图4-2 物流分拣环境下承受风险示意图


1) 地环路干扰:当大功率电机等设备和机器视觉系统采用同一个接地网络时,大功率电机等产生的噪声可能在机器视觉系统中形成噪声环路,造成对机器视觉系统的干扰;
2) 电源系统干扰:机器视觉和其它大功率电机等设备共用AC220V电网时,在功率切换或突然断电时会产生连续的电磁脉冲干扰;
3) 电磁耦合干扰:大功率电机等设备靠近或线缆和工业相机线缆绑扎布线时会产生电磁噪声耦合引起干扰问题;
4) 静电干扰:生产线操作人员或一些运动部件会产生静电,可能会直接或间接产生干扰。

4.2工程安装电磁防护方案

通过工业自动化电磁环境分析,我们了解到到主要有四个方面的干扰,地环路、电源系统、空间/线缆电磁耦合、静电干扰针对风险对策如下:
风险1:地环路干扰:图像采集处理系统采用单点接地的方式,避免形成地网环路。
风险2:电源系统干扰:AC220V不要和大功率电气设备共用一路电,或采用满足国标GB2099.3的红黑电源隔离插排(如科创品牌的插排)。
风险3:电磁耦合干扰:数据线(视频和控制线)和DC电源线可绑扎走线,但避免和大功率设备线缆捆绑布线,同时数据线建议采用屏蔽线。
风险4:静电干扰:生产线做好静电管控,金属件做好接地,非金属件采用防静电材料避免静电积累。
下面是针对物流环境的典型工程安装电磁兼容指导建议,以减少对设备的干扰:

 

                                                      图4-3物流环境工程安装示意图


1)相机优先采用绝缘支架隔离安装方式整个机器视觉系统单点接地,避免地环路干扰,如特殊情况采用了非隔离安装方式,可通过铜编织线进行等电势联接
2)对于如钢厂采用大型高功率传送电机环境,相机支架采用绝缘安装,如支架接地,那么地网采用独立地网与传动系统地网隔离
3)相机的信号线/控制线与伺服电机分开走线可沿传送带两侧走线。如现场只能同侧走线,那么信号线/控制线与伺服电机走线间距建议控制在10cm以上
4)相机及工控机等小功率设备AC220V供电建议单独一路配电,避免与伺服电机/大功率设备供电同路
5)针对一些带有大功率并且可能存在频繁上下电的应用场景可加强稳压隔离,如在源适配器输出与工业相机之间增加DC/DC隔离电源模块
6)多个传送台之间采用铜编织线连接形成等电势体
下面是针对3C制造环境的典型工程安装电磁兼容指导建议,以减少对设备的干扰


                       图4-4 3C制造工程安装示意图


1)相机优先采用绝缘支架隔离安装方式整个机器视觉系统单点接地,避免地环路干扰,如特殊情况采用了非隔离安装方式,可通过铜编织线或机台本体良好导电结构体进行等电势联接
2)随行线缆因无法拉开间距,如有大功率的设备电源线如直线电机,需要做好屏蔽措施或在源端增加磁环
3)相机及工控机等小功率设备AC220V供电建议单独一路配电,避免与机台中伺服电机/大功率设备供电同路,如不可避免则推荐采用满足国标GB2099.3的红黑隔离插排(如科创品牌的插排)或在适配器后端增加我司DC-DC隔离模块,特别是存在频繁上下电的应用场景时
4)机台中各部件做好等电位接地处理,特别是一些运动部件避免静电积累
5)光源的供电线特别是一拖多的供电线避免与工业相机控制线捆绑布线


五. 施工要求

a) 工业相机推荐选用隔离型适配器,不推荐使用集中供电,当供电线与控制线合用多芯线是,多芯线与电缆可一起敷设;
b) 屏蔽网线采用标准超五类屏蔽网线,如现场制作要确保水晶头、航空头处屏蔽壳与屏蔽线铝箔或金属编织层搭接良好;
c) 系统的接地,不得与强电的电网零线短接或混接。接地电阻不得大于4欧姆;
d) 电源线宜与数据线、控制线采用布线槽分开敷设,布线槽如是金属应可靠接地;
e) 镜头为金属时,镜头与工业相机外壳需可靠连接在一起,且作为工业相机外壳的一部分看待;
f) 数据线(视频和控制线)和DC电源线缆布线应远离电机、风压机等大功率设备至少10cm;
g) 强电、弱电分开布线严禁混在一起绑扎布线;
h) 设备电缆与电力线大功率设备电缆平行或交叉敷设时,其间距不得小于0.3m;
i) 相机与工控机采用铜排来建立等电位,也可以采用扁平的铜编织线不小于1mm*3mm,电阻小于50mΩ作为联接体;
j) 系统的防雷接地与安全防护设计应符合现行国家标准《GBJ79工业企业通信接地设计规范》《GB50057-2010建筑物防雷设计规范》;
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