Aarding van Machine / Controller

Moderator: Moderators

Leeuwinga
Berichten: 2989
Lid geworden op: 29 apr 2007 15:00
Locatie: Roden
Contacteer:

Re: Aarding van Machine / Controller

Bericht door Leeuwinga »

Het bedrijf waar ik werkzaam was maakte veel elektronica in meet en regel toepassingen
Er was altijd een zeer duidelijke scheiding tussen de GND en zeg maar de stopcontact aarde.
Cees
Swake
Donateur
Berichten: 1687
Lid geworden op: 23 nov 2009 20:58
Locatie: (B)
Contacteer:

Re: Aarding van Machine / Controller

Bericht door Swake »

Hey allen,

Soms is het belangrijk dat een woord eenduidig begrepen wordt. Hier lees ik met name over het woord 'massa' verschillende begrippen. Daarom even eenvoudig op een rij zetten wat wat is rekening houdend met het feit dat men hier te maken heeft met klasse 1 apparaten (geen dubbele isolatie met metalen delen aanraakbaar, dus verplicht geaard):

Aarde/aarding
De geel/groene beschermgeleider dat het 3rd contactpunt vormt in het stopcontact en als je het ding volgt effectief in de aarde onder het huis verdwijnt. Dit ding zorgt voor uw veiligheid. Deze MOET je vastmaken aan al wat je kan aanraken en elektriciteit kan geleiden en waarvan het de bedoeling is dat het juist geen electriciteit geleid. Nooit lussen vormen, steeds werken vanuit een ster oogpunt.

Massa van een apparaat
Bij een klasse 1 apparaat (enkelvoudige isolatie, ons geval dus) begrijpt men hieronder een centraal punt in het apparaat waar alle aanraakbare en geleidende delen van het apparaat mee worden verbonden. Doorgaans wordt dat naar buiten gebracht als de 3de groen/gele draad van de netaansluiting. Dit is er ook weeral voor uw veiligheid. Deze massa maak je ALTIJD vast aan de aarde, liefst en eenvoudigst dus via de netstekker (ik dacht dat het op deze manier zelfs verplicht is voor huishoudtoestellen).

Massa van een voeding
In de electronica ook bekend onder de naam 'nul', dat is trouwens een veel betere naam. Doorgaans worden ten opzichte van dit punt de andere spanningen in de schakeling gemeten. Dit is meestal de nul/zwarte kabel op een voeding. Deze nul maak je NOOIT zelf vast aan de aarde of het bovengenoemde massa aansluitpunt van het apparaat. Mocht dat toch nodig zijn voor een apparaat dan doet de ontwerper dat wel zelf en weet hij ook waarom.

Eventueel is het nodig om dit nul punt te verbinden tussen aan elkaar aangesloten apparaten als dat al niet via de normale connector gaat (zoals de USB of Parallele poort). Als dat nodig is moet dat ook blijken uit het aansluitschema. Niet op het schema dan ook NIET doen. Het kunnen immers zwevende ingangen/uitgangen zijn.

De massa van een voeding wordt soms ook aangegeven met GND, naar mijn mening is dit fout en op zijn minst verwarrend, er wordt soms ook 'signaalaarde' gebruikt, nog meer fout.


Nul geleider: Een netaansluiting (230V of 400V) bestaat meestal uit een fase draad en een zogenaamde 'nul' draad. deze nul is weer iets helemaal anders dan de hierboven bedoelde nul.
When it fits stop using the hammer.
Gebruikersavatar
Erik
Berichten: 1403
Lid geworden op: 21 jan 2007 21:04
Locatie: Den Haag
Contacteer:

Re: Aarding van Machine / Controller

Bericht door Erik »

Even los gezien van de PE (230V randaarde).

Er zijn 4 verschillende voedingen in 1 driverkast. 1 voeding 24 VDC t.b.v. relais', 1 voeding 5 + 12 VDC t.b.v. verschillende elektronica, 1 voeding 48 VDC t.b.v. motoren, 1 voeding 80 VDC t.b.v. z-as motor. Wat moet er gebeuren met de minnen van de voedingen? Koppelen of niet?
Gr.

Erik
Gebruikersavatar
wetronic
Berichten: 353
Lid geworden op: 24 okt 2008 19:10
Locatie: mijdrecht
Contacteer:

Re: Aarding van Machine / Controller

Bericht door wetronic »

vanuit elektronica standpunt gezien.
alle minnen koppelen mits dat er nergens galvanische scheiding wordt gebruikt. bij optp couplers bv wil je het circuit zoveel mogelijk gescheiden houden.

in mijn situatie koppel ik de minnen ook.
de shield op de PE was mij ook bekend.

alleen het knelpunt PE en GND samen is een vraagteken.
ik hoor meerdere benaderingen.

echter wat is de praktijk.
de heren van meanwell hebben hun gnd en pe ook niet gekoppeld maar dit heeft nog een extra reden en dat is om voedingen serieel te kunnen zetten.

wat schrijft de nen bv voor in zulke situaties?

is het mogelijk afhankelijk van de gebruikte spanning.
boven 50v wordt als gevaarlijk beschouwd.
ik draai op 50v.
Niels
Donateur
Berichten: 947
Lid geworden op: 27 jul 2007 23:40

Re: Aarding van Machine / Controller

Bericht door Niels »

Gevaarlijk is boven 50 volt wisselspanning en 100 volt gelijkspanning.
Swake
Donateur
Berichten: 1687
Lid geworden op: 23 nov 2009 20:58
Locatie: (B)
Contacteer:

Re: Aarding van Machine / Controller

Bericht door Swake »

Niet koppelen.

Als je 2 apparaten aan elkaar aansluit (een PC en een sturing via de parallele poort bvb) en het is nodig dat het ene een spanningsreferentie heeft van het andere dan zal in de connector al een aansluiting aanwezig zijn die hiervoor gebruik wordt. In bovenstaand geval zal dat de 'nul' of massa zijn van de parallele poort, maar dat is zeker niet altijd zo.
Door het verbinden van alle massa's kan het zijn dat bvb in een schakeling waar een galvanische scheiding gebruikt wordt met optocouplers of iets dergelijks je de verschillende 'gescheiden' delen terug aan elkaar vastmaakt. Dus neen, niet doen.
When it fits stop using the hammer.
Swake
Donateur
Berichten: 1687
Lid geworden op: 23 nov 2009 20:58
Locatie: (B)
Contacteer:

Re: Aarding van Machine / Controller

Bericht door Swake »

Niels schreef:Gevaarlijk is boven 50 volt wisselspanning en 100 volt gelijkspanning.
In een boekje gevonden:
Veiligheidsterminologie volgens IEC 60950, UL 1950, EN 60950, CSA C22.2 No. 950.
Gevaarlijke spanning (Hazardous Voltage): Een spanning hoger dan 42.4 V AC piek of 60 V DC en die voorkomt
in een circuit dat niet voldoet aan de vereisten voor een stroombegrensd circuit of een TNV-circuit.

Wat ik zelf gevaarlijk vind in alle situaties, hier kom ik dus echt niet aan met m'n vingers:
Gelijkspanning hoger dan 48V
Wisselspanning hoger dan 24V

Geplaatst in de juiste situatie voelen de meeste mensen met hun vingers al zeer goed wat er uit een voeding van een laptop komt (ongeveer 20V gelijkspanning)!

Eigenlijk is de spanning niet gevaarlijk maar de stroom. Daarom moet je altijd heel erg opletten voor bronnen die hoge stromen kunnen afgeven ook al dragen ze een relatief lage spanning zoals autobatterijen.
When it fits stop using the hammer.
theorieken
Berichten: 34
Lid geworden op: 27 jun 2010 23:39
Locatie: Tremelo, Vlaams-Brabant, België
Contacteer:

Re: Aarding van Machine / Controller

Bericht door theorieken »

Even wat rechtzetten in verband met die laatste opmerking.

Het is inderdaad de stroom door het lichaam (en dan ook nog juist de plaats waar hij loopt) die het gevaar vormt.
Maar stroom kan er (nagenoeg) alleen maar zijn ten gevolge van spanning.

En de grootte van die stroom wordt dan net bepaald door de situatie.
Indien je enorm natte/zweterige handen hebt, zal de weerstand van het lichaam vrij laag kunnen worden waardoor er bij een bepaalde spanning al een redelijke stroom kan gaan lopen. Terwijl in droge omstandigheden de huidweerstand wel een tamelijk grote waarde heeft.

Dit samengevoegd geeft dat een 12V autobatterij met droge handen zeer ongevaarlijk is ondanks de grote stroom die deze kan leveren.
Met bloedende wonden aan de vingers zou ik dit dan niet meer riskeren.
Een ijzeren sleutel die een accu kortsluit smelt en ontploft bijna in luttele ogenblikken...


Iets meer on-topic.
Door de vorige bepalingen, en enkele niet ethisch te verantwoorden duitse experimenten wordt zo bepaald hoe een elektrische installatie beveiligd dient te worden.
In België (weet niet van Nederland) wordt zo bepaald dat de hele installatie met een aardlek van 300mA moet beveiligd zijn, en de natte ruimtes met 30mA.
Omdat ook de aardingsweerstand onder een bepaalde waarde moet zitten, wordt hiermee bekomen dat alle aanraakbare toestellen op ongevaarlijk potentiaal blijven.
(Indien de aardingsweerstand te hoog kan het daarom ook zijn dat de als gevoeliger moet. Weet even niet de juiste maximum waarde.)

Nog iets meer on-topic.
Door transformators te plaatsen kan een voeding galvanisch gescheiden worden.
Dit kan extra veiligheid geven.
Praktisch voorbeeld: de netspanning wordt in de hoogspanningskabine aan de aarde verbonden, zodat de gekende beveiliging van de aardlekschakelaar kan worden gebruikt.
Een nadeel hiervan is, dat het vastnemen van de fasedraad terwijl je contact hebt met de aarde, je elektrocuteert.

Als de spanning door een scheidingstransformator gaat, is het aanraken van 1 draad compleet veilig ongeachte de spanning (binnen bepaalde mate natuurlijk). Het aanraken van beide draden daarentegen wordt dan wel weer zeer gevaarlijk...




Als je toestel dus aanraakbare delen heeft, maar je kan niet aan de elektrische kabels zelf, dan vormt er zich nooit een groot risico, want als 1 draad de omkasting raakt heb je geen referentie, raken ze alletwee dan vliegt de zekering er vliegensvlug door (normaal).

Is er een manier kanten van de spanning aan te raken, dan lijkt mij aarden een zeer goede beveiliging.

En hoewel ik de opbouw van je circuit niet ken, lijkt het ook nogal logisch dat de spanning van de stuurelektronica zijn massa zal verbonden zijn met die van de 48V voor de motoren. De 24V voor de relais kan ik me zo niet over uitspreken. Als de 80V van de Z-as dient voor je spindel en relais gestuurd is kan deze dus niet gekoppeld worden.

Ik hoop dat dit nog wat gestructureerd is, is al typend uitgedacht...
Leeuwinga
Berichten: 2989
Lid geworden op: 29 apr 2007 15:00
Locatie: Roden
Contacteer:

Re: Aarding van Machine / Controller

Bericht door Leeuwinga »

Ik ben even de draad kwijt, ging het hierover niet om aarding??
Cees
theorieken
Berichten: 34
Lid geworden op: 27 jun 2010 23:39
Locatie: Tremelo, Vlaams-Brabant, België
Contacteer:

Re: Aarding van Machine / Controller

Bericht door theorieken »

Mijn excuses om in het begin zo uit te wijden over de veiligheid van 12V.
Maar daarna denk ik toch dat ik het had over de aansluiting van de uit veiligheidsstandpunt.
(nut/gevaar galvanische scheiding enzoverder)
Met dan om af te sluiten welke nullen er aan elkaar zouden moeten.
(is onderweg ergens gevraagd, maar zonder duidelijke plannen kan ik dat niet concreet zeggen).

Sorry als het niet duidelijk of onzinnig blijkt.
Gebruikersavatar
lelieveld
Berichten: 1687
Lid geworden op: 17 mei 2009 00:10
Locatie: Oudenbosch
Contacteer:

Re: Aarding van Machine / Controller

Bericht door lelieveld »

Sommige elektronica producten.
O.a de Schakelende voedingen , Frequentie regelaars hebben een storingsfilter welke de storing , Welke het apparaat zelf opwekt, Naar de veiligheid,s aarde aflaat vloeien.
Knoopje die recht aan de min van je controller / voeding ?
In dat geval zou ik de veiligheid,s aarde en de min van de power supply niet aan elkaar verbinden

grt
Bert
Spreiding van Kennis Macht en Kapitaal
henkzelf
Donateur
Berichten: 322
Lid geworden op: 18 mei 2009 11:18
Locatie: Eindhoven
Contacteer:

Re: Aarding van Machine / Controller

Bericht door henkzelf »

De vraag was simpel (waaraan de shields aansluiten?) Veel antwoorden zinnig, en verwijzend naar Normen. Dan kwan er nog ter discussie: De 0 van voedingen aarden?
En toch heb ik het idee dat de vraag niet duidelijk en volledig beantwoord is. Dit komt omdat er 3 dingen door elkaar heenlopen: 1) Veiligheid, 2) voorkomen dat een circuit andere circuits stoort en 3) voorkomen dat andere circuits (ook die buiten de machine) een circuit kunnen storen.
Over punt 1) Veiligheid is genoeg gezegd. Bij de machines waar we het over hebben moet al het
metaal waar je aan kunt komen geaard zijn.
Shields om kabels is 1 van de oplossingen voor het voorkomen van storingen (punt 2 en 3) maar niet de belangrijkste. Dat is de loop van je bedrading (en het voorkomen van aard-lussen is daar
maar een klein onderdeel van).
Simpele geformuleerde theoretische achtergrond: Stroom door een draad veroorzaakt een magnetisch veld om die draad. Hoe meer stroom, hoe meer veld. En verder: Een veranderend magnetisch veld rond een draad veroorzaakt spanning over de uiteinden van die draad waardoor een stroom door kan gaan lopen als er op die uiteinden iets aangesloten is. Ik hoor jullie al zeggen:
“Ja hoor, je hoeft mij het principe van een transformator niet uit te leggen”. Maar als een circuit storing veroorzaakt komt dat altijd omdat een elektro-magnetische veld veroorzaakt en hoe sneller dit veld verandert (hoge frequenties) hoe meer kans op storingen.

De oplossingen: a) Laat de 2 draden van de spanningsbron (e.g voeding) naar de verbruiker (motor, print, enz) zo dicht mogelijk naast elkaar lopen. Als de afstand 0 mm zou zijn zouden de velden die de heen- en de terug-draad veroorzaken precies tegengesteld zijn.
In de praktijk gaat die 0 mm dus niet en zullen de velden van de twee draden elkaar niet geheel opheffen. Dan komt de volgende truck. Het twisten van de heen- en terug-draad. De richting van het overblijvende veld zal met de twists draaien. Op enige afstand in het veld van een stukje van het draadpaar precies tegengesteld aan het veld van net zo'n stukje een halve twist verder.
Dus heen en retoer draden altijd zo dicht mogelijk bij elkaar.
Als je meerdere voedingen hebt die met de nul aan elkaar moeten zitten, doe dit dan op 1 plaats.
We noemen dit het centrale 0V punt. Als je de nul volt aan de veiligheids-aarde wilt hangen dan doe je dat hier en alleen hier (anders loopt de stroom niet terug waar je hem wilt hebben).

Afscherming (shields) zijn pas het laatste redmiddel als de middelen “Heen- en terug-stroom bij elkaar” en “twisten” niet voldoende is. Het idee is: als er een stoor-veld spanning opwekt dan liever niet op een punt waar ik er last van heb. Verder bestrijden we stoor-velden bij voorkeur bij de bron. Eerst over stoor-velden die we zelf veroorzaken.
Bij stappen-motoren hebben we te maken met grote snelle stroom veranderingen. De geleiders in de kabel liggen niet op 0 mm van elkaar en getwist zijn ze meestal ook niet, dus in afscherming daar nuttig. Die afscherming leggen we aan de 0V bij de stepper-driver (bron storing)
Dan hebben we de storingen door externe bronnen nog te behandelen. Stel voor dat de bliksem in de buurt inslaat . De storingsbron is moeilijk af te schermen dus kunnen we alleen de gevolgen beperken. Een metalen kast zal de meeste stoor-stroom naar de veiligheids-aarde afvoeren maar uit die kast komen ook leidingen. De afscherming van die leidingen (sensors) enz, hang je dus aan de kast, en wel zo dicht mogelijk bij waar de leiding de kast binnengaat.
Shields van kabels binnen de kast hang je aan de 0V zo dicht mogelijk bij het onderdeel wat het meeste kans op schade heeft. Meestal de input kant.

Andere vonkentrekkers mogen andere meningen hebben, maar bovenstaand is gebaseerd machines voor TV-beeldbuis productie / testen. Daar werd met 30 kV getest, en als een buis dan niet helemaal goed was, dan bliksemde het flink.
Gebruikersavatar
lelieveld
Berichten: 1687
Lid geworden op: 17 mei 2009 00:10
Locatie: Oudenbosch
Contacteer:

Re: Aarding van Machine / Controller

Bericht door lelieveld »

Henkzelf
Ik sluit me volledig aan bij je zienswijze
Bert
Spreiding van Kennis Macht en Kapitaal
Gebruikersavatar
Erik
Berichten: 1403
Lid geworden op: 21 jan 2007 21:04
Locatie: Den Haag
Contacteer:

Re: Aarding van Machine / Controller

Bericht door Erik »

Een mooi en duidelijk verhaal. 1 punt wat om opheldering vraagt;
henkzelf schreef: We noemen dit het centrale 0V punt. Als je de nul volt aan de veiligheids-aarde wilt hangen dan doe je dat hier en alleen hier (anders loopt de stroom niet terug waar je hem wilt hebben).
Is de koppeling centrale 0V punt - PE nu wel of niet aan te bevelen?
Gr.

Erik
Plaats reactie