Vermeidung von Defekten dank korrektem Erdungskonzept

Thema:

Vermeiden von Störungen und Defekten an Kommunikationsschnittstellen dank korrektem Erdungskonzept und GND-Verdrahtung.

Situation:

Durch ein falsch gewähltes Erdungs- und Massekonzept können in bestimmten Fällen grosse Ausgleichströme aufgrund von Potentialunterschieden über die Masseleitung der Kommunikations-Schnittstelle fliessen. Insbesondere USB Schnittstellen sind sehr empfindlich auf Ausgleichsströme über die GND-Verbindung der USB-Leitung. Der USB Baustein der Steuerung oder des PCs kann durch zu hohe Ausgleichsströme über die GND Verbindung beschädigt werden.

Vor allem hohe Abgabeleistungen (= hohe Motorströme) und/oder lange Versorgungsspannungs-Leitungen mit dünnem Querschnitt beeinflussen das Systemverhalten negativ und können auch zu schwankenden GND-Pegeln der Stromversorgung und zu Ausgleichsströmen zwischen verschiedenen Spannungsversorgungen führen. Die entstehenden Ausgleichströme können die Schnittstelle so stark beeinflussen, dass elektronische Komponenten der Steuerung oder auch einer übergeordneten Steuerung oder PCs beschädigt werden.

Lösung:

Ein korrektes Erdungskonzept und eine entsprechende GND Verdrahtung oder eventuell notwendige galvanische Trennung einzelner Komponenten kann Problemen vorbeugen und diese lösen.

Bitte beachten Sie dabei folgende Grundsätze:

• Verwenden Sie ausreichend dimensionierte (dicke) Leitungsquerschnitte für die Versorgungsspannungsleitungen damit die elektrischen Verbindungen möglichst niederohmig sind.
  
  
• Stellen Sie sicher, dass die Stromversorgung, Steuerung und die dazugehörigen Komponenten nach den örtlichen gesetzlichen Vorschriften montiert und angeschlossen werden.
  
  
• Beachten Sie die Empfehlungen für die EMV-gerechte Installation.
  
  

Weiterführende Informationen:

Das angehängte Dokument "DEUTSCH_mmc_Erdungs-GND-Konzepte_V1-00de.pdf" enthält verschiedene Diagramme zu "NICHT EMPFOHLEN"en und "EMPFOHLEN"en Erdungskonzepten. Bitte stellen Sie sicher, dass die Verdrahtung Ihres Systems einem der "EMPFOHLEN"en Erdungs- und Verdrahtungsvarianten entspricht.

Bitte achten Sie ebenfalls darauf geschirmte Kabel zu verwenden und den Schirm korrekt mit Erde zu verbinden. Informationen hierzu finden Sie in dem Dokument "Wie legt man den Kabelschirm auf Erde".

Empfehlung:

Falls das Risiko von unterschiedlichen GND-Potentialen (z.B. unterschiedlicher Versorgungsspannungsquellen) innerhalb eines Systems besteht oder bereits Defekte an der USB-Schnittstelle früher aufgetreten sind, wird zusätzlich empfohlen einen USB Isolator zu installieren. Dies stellt sicher, dass keine Verbindung zwischen dem USB GND der Steuerung und der übergeordneten Steuerung (z.B. PC) besteht und somit auch keine Ausgleichströme über den USB GND auftreten und zu Defekten an der USB-Schnittstelle führen könnten.

Ergänzende Dokumente:

• Vorkehrungen für eine EMV-gerechte Installation
  
  

Deutsche und englische PDF Kopien der obigen Informationen: