Analisi dello schema anti-interferenza per il cablaggio dell'operatore della porta dell'ascensore

Nei moderni sistemi di ascensori, la stabilità del funzionamento dell'operatore delle porte spesso determina la sicurezza complessiva dell'ascensore. Dietro il sistema di operatore delle porte, il cablaggio, sebbene non sia strutturalmente complesso, è fondamentale per la trasmissione del segnale e la distribuzione dell'energia. Se il cablaggio dell'operatore delle porte è soggetto a interferenze elettromagnetiche, i malfunzionamenti che ne derivano si manifestano tipicamente come aperture e chiusure anomale delle porte, ritardi nei comandi, guasti dei sensori o persino falsi allarmi. Pertanto, la progettazione di cablaggi resistenti alle interferenze per gli operatori delle porte degli ascensori è diventata una questione fondamentale che gli ingegneri devono considerare.

1. Perché i cablaggi degli operatori delle porte sono soggetti a interferenze?

I sistemi di azionamento delle porte sono posizionati in uno spazio ristretto nella parte superiore della cabina dell'ascensore o in prossimità del telaio della porta. Sono circondati non solo da un gran numero di armoniche generate dal variatore di frequenza (VVVF), ma anche dall'ambiente di rumore ad alta frequenza del motore di azionamento stesso. Inoltre, il cablaggio denso, la breve distanza di cablaggio e le frequenti curve li rendono più sensibili alle interferenze elettromagnetiche (EMI) e alle interferenze a radiofrequenza (RFI).

Soprattutto negli ascensori più vecchi, le interferenze possono aumentare esponenzialmente se la guaina esterna del cablaggio è invecchiata, i connettori sono allentati o lo strato di schermatura è danneggiato. Questo tipo di interferenza influisce direttamente sui segnali dei sensori dell'operatore della porta, come il rilevamento di collisione, il feedback della velocità di apertura e chiusura della porta e i finecorsa, causando fenomeni come "l'operatore della porta si muove ma non risponde", "la porta si muove in modo irregolare" o "si ferma improvvisamente durante il funzionamento".

2. Le fonti più comuni di interferenza nei cablaggi degli operatori delle porte degli ascensori

Nei sistemi di gru a portale, gli ingegneri solitamente riscontrano tre tipi principali di interferenze:

• Uno è l'accoppiamento elettromagnetico. Ad esempio, un gran numero di componenti ad alta frequenza generate all'uscita del convertitore di frequenza si accoppiano alla linea del segnale dell'operatore della porta, causando una deviazione del segnale debole.
• In secondo luogo, un circuito di messa a terra scadente può facilmente causare una "differenza di potenziale di terra" quando la messa a terra tra la cabina e la sala macchine è instabile, il che a sua volta può interferire con l'uscita dei sensori.
• In terzo luogo, si verificano rumori meccanici, come ripetute piegature e trazioni del cablaggio, che danneggiano lo strato di schermatura e facilitano la penetrazione delle interferenze.

Questi disturbi tendono ad accumularsi gradualmente, motivo per cui il tasso di guasti degli operatori delle porte spesso aumenta in modo significativo dopo che molti ascensori sono stati utilizzati per più di cinque anni.

3. Concetto di progettazione di base per l'anti-interferenza del cablaggio della macchina della porta

Per garantire il funzionamento stabile della gru a portale, la progettazione anti-interferenza del cablaggio dovrebbe concentrarsi su tre aspetti: struttura, materiali e processo.

Innanzitutto, è necessario adottare una soluzione di schermatura professionale. Per i segnali a bassa tensione, è preferibile una schermatura intrecciata o una struttura composita di foglio di alluminio e treccia per garantire una schermatura efficace anche in ambienti ad alta frequenza. Nei casi in cui i segnali di potenza e di segnale siano misti, è necessaria una disposizione a strati nella progettazione strutturale per separare i segnali di corrente forti e deboli e impedire l'accoppiamento reciproco.

In secondo luogo, c'è la selezione dei materiali di cablaggio. I cablaggi degli operatori di porte richiedono in genere cavi schermati flessibili con fili di rame multifilari finemente intrecciati come conduttori per migliorare la resistenza alla flessione e la durata. Le linee di segnale critiche, invece, utilizzano generalmente una struttura a doppino intrecciato, creando campi elettromagnetici opposti tra i due conduttori per ridurre il rumore esterno alla sorgente.

Infine, c'è il processo di terminazione. I cablaggi degli operatori di porte di alta qualità devono garantire che lo strato di schermatura sia messo a terra a 360°, non solo in un punto o lasciato flottante. I progettisti devono utilizzare connettori con involucro metallico o clip di schermatura dedicate per garantire la continuità della schermatura. Inoltre, la placcatura dei connettori, la precisione di crimpatura e la forza di bloccaggio dei terminali influiscono direttamente sull'immunità alle interferenze.

4. Precauzioni per l'installazione e la manutenzione dei cablaggi degli operatori delle porte degli ascensori

La soppressione delle interferenze non si basa solo sul cablaggio stesso, ma anche sulla corretta installazione e manutenzione.

I punti chiave per una corretta installazione includono:

• Evitare l'attrito dei cablaggi in prossimità del meccanismo di trasmissione del motore a portale.
• Il raggio di curvatura di tutti i cablaggi deve essere maggiore di 10 volte il diametro esterno.
• È severamente vietato raggruppare insieme i cavi di alimentazione e i cavi dell'encoder.
• Mantenere pulita e asciutta la canalina portacavi nella parte superiore del motore a portale.
• Verificare regolarmente che lo strato di schermatura non sia danneggiato e che la messa a terra sia corretta.

Molti "guasti correlati alle interferenze" non sono causati da danni all'hardware, ma da un'installazione non corretta.

5. Strategia di cablaggio: un altro elemento chiave per l'immunità alle interferenze

Anche con un cablaggio ben progettato, il metodo di cablaggio può comunque influire in modo significativo sulle prestazioni anti-interferenza complessive. Un buon cablaggio in genere include i seguenti principi:

Il cablaggio della gru a portale deve essere mantenuto il più lontano possibile da fonti di interferenza ad alta frequenza, come convertitori di frequenza, elettromagneti o cavi ad alta tensione. Se non è possibile una separazione completa, è necessario installare una parete metallica o un condotto metallico flessibile per la schermatura secondaria. Allo stesso tempo, il cablaggio deve essere mantenuto liscio durante il cablaggio per evitare lunghi loop ridondanti, poiché questi loop agirebbero come "antenne", amplificando il raggio di acquisizione del rumore.

Inoltre, anche il metodo di messa a terra del cablaggio della gru a portale è fondamentale. In genere, si consiglia di utilizzare una strategia di messa a terra a punto singolo per evitare molteplici loop di potenziale tra la macchina di trazione, la cabina e la sala macchine, che potrebbero causare deriva del segnale.

6. Esempi di soluzioni anti-interferenza per i tipici operatori di porte per ascensori

Prendendo come esempio un comune operatore per porte sincrono a magneti permanenti, le sue linee di segnale includono tipicamente feedback di apertura/chiusura porte, finecorsa, segnali a effetto Hall e dati encoder. Per garantire che questi segnali a bassa tensione non subiscano interferenze, gli ingegneri solitamente adottano il seguente schema di combinazione:

Cavi flessibili a doppia schermatura vengono utilizzati per gestire tutti i segnali encoder e sensori; la linea di alimentazione del motore dell'operatore per porte e la linea di segnale vengono disposte separatamente, mantenendo una distanza di almeno 10 cm; connettori con involucro metallico vengono utilizzati alle estremità del cablaggio e lo strato di schermatura è completamente crimpato; una canalina metallica dedicata viene utilizzata sul tetto della cabina per isolare la linea di segnale dalla linea di alimentazione.

Questa soluzione composita può in genere migliorare significativamente la capacità anti-interferenza della gru a portale in ambienti complessi, rendendo il funzionamento dell'ascensore più stabile e fluido.

7. Pratiche applicative nei cablaggi degli operatori delle porte

Tra i numerosi produttori di ascensori e le aziende di manutenzione, molti hanno iniziato a utilizzare soluzioni di cablaggio personalizzate per operatori di porte fornite da Kaweei Wiring Harness Customization Factory. Questa fabbrica è specializzata nella ricerca e sviluppo personalizzata di cablaggi industriali, offrendo soluzioni complete che combinano schermatura, flessibilità, resistenza alla flessione e alle interferenze in base alla struttura dell'operatore di porte. Grazie a una progettazione della schermatura più precisa, materiali conduttori a lunga durata e rigorosi processi di terminazione, i loro prodotti riducono significativamente i malfunzionamenti degli operatori di porte e i problemi di rumore del segnale nelle applicazioni pratiche.

8. Problemi comuni di interferenza e soluzioni

Di seguito sono riportati i problemi di interferenza più comuni nei sistemi di gru a portale e suggerimenti rapidi per la risoluzione dei problemi.

① Il segnale dell'encoder è intermittente

Controllare la messa a terra dello strato di schermatura e rifare il cablaggio per evitare la vicinanza al motore.

② Il movimento dell'operatore della porta è traballante o la velocità è instabile

Sostituire il normale cavo di segnale con un cavo a doppia schermatura.

③ Falso segnale di blocco della porta

Aggiungere l'isolamento ottico al segnale della serratura della porta.

④ Offset della posizione di apertura/chiusura della porta dell'operatore della porta

Controllare la struttura del doppino intrecciato e le specifiche del condensatore del cablaggio dell'encoder.

⑤ L'interferenza provoca l'arresto dell'ascensore o il fallimento del riconoscimento della zona della porta

Verificare se la linea elettrica corre parallela alla linea a bassa tensione.

Tutti questi fenomeni sono direttamente correlati alla "resistenza alle interferenze". Il funzionamento stabile dei sistemi di azionamento delle porte degli ascensori dipende in larga misura da soluzioni di cablaggio di alta qualità e resistenti alle interferenze. Dalla progettazione strutturale e dalla scelta dei materiali del cablaggio, alla schermatura, alla messa a terra e al cablaggio, ogni aspetto determina se l'azionamento delle porte può mantenere un funzionamento preciso in un ambiente ad alta interferenza.

Con il continuo sviluppo della tecnologia degli ascensori, i cablaggi resistenti alle interferenze diventeranno una base fondamentale per il funzionamento stabile a lungo termine dei sistemi di azionamento delle porte.