8 consejos para reducir los efectos de las interferencias electromagnéticas en las señales de instrumentación

 
Las interferencias electromagnéticas se producen normalmente en entornos industriales y pueden influir negativamente en las señales de instrumentación. A continuación se incluyen algunos consejos que pueden servir de ayuda para garantizar mediciones precisas en entornos con niveles altos de ruido...

 

Entre las fuentes de EMI que se pueden encontrar en entornos industriales se incluyen las siguientes: unidades de frecuencia variable, arrancadores de motor de arranque suave, controladores de calentador SCR, contactos auxiliares y de alimentación, motores CA y CC, generadores CA y CC, fuentes de alimentación conmutables, cableado de alimentación, que irradia ruido de 50 Hz/60 Hz, transmisores-receptores, soldadura por arco, balastros para bombillas fluorescentes, descarga electroestática, iluminación, etc.

 

Cómo reducir los efectos de la EMI 

Se incluyen a continuación algunos consejos para reducir los efectos de la EMI en las señales de instrumentación:

 

1. Instalar el cableado de alimentación y el cableado de las señales de instrumentación a través de conductos separados o en bandejas portacables distintas. Mantener esta separación en el panel de control tanto como resulte práctico.



2. Si el cableado de instrumentación debe cruzar el de alimentación, que lo haga con un ángulo de 90 grados manteniendo la máxima separación posible.



3. Evitar que se formen bucles en el cableado de instrumentación. El cable debe instalarse lo más recto posible.

 

4. Usar cable blindado de par trenzado para llevar las señales de instrumentación. Al trenzar los cables se ecualiza el efecto de la EMI en ambos cables, lo que reduce considerablemente los errores debidos a la interferencia electromagnética. Si se emplea un apantallamiento o blindaje para rodear los cables de instrumentación, se les protege de la EMI y se proporciona una vía para que la corriente generada por la EMI fluya hacia tierra.

 

5. Conectar un extremo de la pantalla a tierra, a ser posible al punto de tierra que tenga el menor ruido eléctrico.

 

6. Las señales de corriente son intrínsecamente más inmunes a la EMI que las señales de voltaje, por lo que resulta beneficioso usar un transmisor aislado para convertir las señales en corriente de 4-20 mA estándar del sector. Esta conversión ofrece las siguientes ventajas:

 

  • Las señales de 4-20 mA son muy inmunes al ruido eléctrico.
  • A diferencia de las señales de voltaje, las señales de 4-20 mA no se atenúan aunque tengan que recorrer distancias largas (dentro de los límites).
  • La mayoría de los transmisores puede programarse para regular la corriente en bucle a un nivel anormalmente alto o bajo si falla el sensor. Normalmente, estos límites son 3,5 y 23 mA. De esta forma, una señal de 4-20 mA puede notificar al sistema la existencia de un error de sensor.
  • Si se rompe un hilo de cable, se producirá un flujo de corriente de 0 mA lo que facilita la detección de un error de cable. Si se usan señales de voltaje, la impedancia alta del instrumento aguas abajo hace que el cable roto actúe como una antena. La EMI puede inducir fácilmente voltaje en los hilos, de forma que la detección de roturas en los cables es poco fiable cuando se utilizan señales de voltaje.
  • El aislamiento de la medición protege el equipo aguas abajo de los daños causados por un voltaje de modo común alto y elimina los errores debidos a los bucles a tierra. 
  • El aislamiento de la señal medida bloqueará la EMI que afecta a ambos cables de entrada.
  • La mayoría de los transmisores tienen amortiguación de salida regulable, lo que permite filtrar la inestabilidad de la señal de salida causada por la EMI.

 

7. Reducir al mínimo la longitud de los cables de instrumentación sin blindar en el panel de control. Comprobar que los hilos expuestos permanecen bien trenzados en toda su trayectoria hasta los puntos de conexión.

 

8. En el panel de control, tender los cables de instrumentación alejados de las fuentes de EMI del panel. Las señales RTD y de termopar son especialmente propensas a los errores causados por la EMI, así que hay que prestar especial atención a la dirección de estos cables en el panel.

 

El seguimiento de estas directrices contribuirá a garantizar mediciones precisas en entornos con altos niveles de EMC (compatibilidad electromagnética).

 


 

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Ejemplos de transmisores de temperatura aislados montados en el cabezal:

> Transmisor programable de 2 hilos 5331A

Transmisor programable de 2 hilos 5331D

> Transmisor programable de 2 hilos 5334A

Transmisor programable de 2 hilos 5334B

Transmisor 5337A de 2 hilos con protocolo HART® 

> Transmisor 5337D de 2 hilos con protocolo HART® 

 

Ejemplos de transmisores de temperatura aislados montados en carril DIN:

> Transmisor universal 4116

> Convertidor aislado 3104

> Convertidor de temperatura 3337 HART 7, alimentado en bucle

> Transmisor programable 5116A

Transmisor programable 5116B