3.8. Стандарты и методы испытаний по эмс

В области электромагнитной совместимости (ЭМС) действует более 100 государственных стандартов, основные из которых мы приводим в списке литературы [ГОСТ - ГОСТ]. Стандарты делятся на гармонизированные с международными стандартами и негармонизированные, принятые до 1999 г. В стандартах устанавливаются как ограничения на излучаемую энергию, так и требования к помехоустойчивости.

Виды испытаний на помехоустойчивость установлены в общем стандарте ГОСТ Р 51317.4.1-2000. Для средств промышленной автоматизации существует специальный стандарт ГОСТ Р 51522-99 "Электрическое оборудования для измерения, управления и лабораторного применения. Требования и методы испытаний". Он распространяется на промышленные контроллеры, регуляторы, испытательное, измерительное и лабораторное оборудование.

В соответствии с этим стандартом для средств промышленной автоматизации используют следующие виды испытаний:

• на электростатические разряды по ГОСТ Р 51317.4.2;

• на излучаемое радиочастотное электромагнитное поле по ГОСТ Р 51317.4.3;

• на наносекундные импульсные помехи ГОСТ Р 51317.4.4;

• на микросекундные импульсные помехи большой энергии ГОСТ Р 51317.4.5;

• на кондуктивные помехи, наведенные радиочастотными электромагнитными полями ГОСТ Р 51317.4.6;

• на динамические изменения напряжения электропитания ГОСТ Р 51317.4.11.

Стандарт ГОСТ Р 51522-99 устанавливает четыре критерия качества функционирования испытываемых устройств:

• критерий А: устройство нормально функционирует в процессе испытаний;

• критерий B - в процессе испытаний некоторые характеристики ухудшаются или некоторые функции не выполняются, но устройство полностью восстанавливает функционирование без вмешательства оператора;

• критерий C - аналогично критерию А, но для восстановления функций требуется вмешательство оператора, например, перезапуск системы;

• критерий D - во время испытаний происходит ухудшение характеристик или потеря функционирования, которые не восстанавливаются даже после вмешательства оператора. Это может произойти, например, вследствие повреждения элементов, потери части программного кода или данных.

Устанавливаются также нормы на помехоэмиссию (излучение помех) для оборудования разных классов.

3.9. Верификация заземления и экранирования

После выполнения мер по защите от помех осуществляется проверка их эффективности или соответствия проекту (верификация). Соответствие государственным стандартам устанавливается в процессе сертификационных испытаний на соответствие комплексу стандартов по электромагнитной совместимости.

Однако до испытаний, в процессе разработки и экспериментальной доводки проектируемых изделий, обычно используют осциллографы, преимущественно с "плавающим" (батарейным) питанием и самописцы.

Самописцы [Burleson] помогают найти плохие ("шуршащие") контакты в цепи заземления и питания аппаратуры, а также редко появляющиеся сбои в системах автоматизации. Для этого с помощью многоканального компьютерного самописца (например, серии RealLab!) контролируют интересующий параметр, напряжение в цепи низковольтного питания, в питающей сети 220 В и разность напряжений между несколькими точками системы заземления. Непрерывная запись параметров процесса и напряжений позволяет установить причинно-следственную связь между сбоями технологических параметров и выбросами напряжения в цепи питания и заземления.

Осциллографы с "плавающим" питанием [Floating] позволяют контролировать величину и частоту помехи на клеммах заземления в монтажных шкафах автоматики, оценить уровень и найти источник магнитного поля помехи с помощью антенны из нескольких витков провода, подключенной к осциллографу. Аналогично можно найти источник электрического поля с помощью пластины (обкладки конденсатора).

Идеальным прибором для исследования помех мог бы стать миниатюрный цифровой осциллограф с малой емкостью на землю (в том числе на руки оператора), с батарейным питанием, имеющий потенциальный, токовый и электрометрический входы и передающий сигнал в компьютер через оптический кабель.