ДЕЦЕНТРАЛИЗИРАНИ СИСТЕМИ: Селективно разпределение и защита на тока директно върху земята
От: Камил Бучек, Себастиан Ледерер, Максимилиан Хюлсебуш I PULS GmbH
Катедра по превод Електроника Маркетинг OLFER
Търсенето на гъвкави модулни системи оформя света на системи и машиностроене. Децентрализация на системните компоненти се оказа важен фактор за това нарастваща тенденция. Ускорява процеса на планиране на системата, опростява поддръжката и улеснява лесното разширяване. За много компании обаче доставката на енергия е пречка по пътя към постоянна децентрализация. По-специално там, където трябва да се внедрят функции като селективно разпределение на тока, защита и мониторинг на състоянието, като същевременно се осигурява максимална надеждност и ъптайм. Тази бяла книга ще обясни как тези изисквания могат да бъдат постигнати с едно-в-едно захранване.
1. Децентрализирано захранване:
Предизвикателството и решението
2. Селективно разпределение и токова защита
3. Мониторинг на състоянието
1. Децентрализирано захранване: предизвикателството и решението
Предизвикателството:
A конвенционално решение е да се проектира система, която може да се монтира директно върху машината или върху системата. Захранването и други стандартни компоненти, като електронни предпазители, комуникационни терминали, колекторни блокове или превключватели, се преместват от централния шкаф за управление в по-малки заграждения директно в полето. Освен това a IP рейтинг най-висока защита срещу прах и влага за монтаж извън централния шкаф. Необходим е корпус с клас на защита IP54, IP65 или IP67, в зависимост от приложението.
Резултатът е a шкафче на място малки и децентрализирани, за които отделните компоненти трябва да бъдат избрани, подредени, съхранени, сглобени и инсталирани, което отнема много време. Обикновено има много малко място за системи за управление, така че намирането на място за този шкаф може да създаде проблеми. Инженерите често трябва да проявяват креативност и да поставят шкафове над или под системата, което затруднява достъпа на сервизните техници.
Всичко в едно решение от PULS:
PULS, разпределени в Испания и Португалия от OLFER electronics, сега предлага a компактно решение "всичко в едно" за децентрализирани приложения. Новото семейство полеви захранвания FIEPOS се основава на модулна платформа, разработена за използване извън килера. Всички единици са базирани на еднофазна или трифазна с рейтинг от 300W или 500W. Всички семейни устройства FIEPOS осигурете a 120% мощност непрекъснато (до + 45 ° C) и а 200% за 5 секунди. Това ги прави подходящи за започнете да изисквате товари.
Само с размер на черупката 182 х 183 х 57 мм (Ширина х Височина х Дълбочина), може да се инсталира дори в приложения, където пространството е тясно. Елементите могат да бъдат монтирани през DIN шина или монтирана на място с помощта на различни монтажни отвори.
Продуктово семейство FIEPOS има две версии; Серията Основен с DC изход и поредицата eFusion с до четири DC изхода ограничаване на тока, за да осигури лесно и селективно разпределение на тока, защита и наблюдение директно в полето, без необходимост от допълнителни аксесоари или скъпи затваряния.
G графика 1: Захранванията с превключващ режим FIEPOS могат да бъдат свързани директно към машината и да заменят сложни децентрализирани шкафове за управление
2. Селективно разпределение и токова защита
Захранвания FIEPOS от серията eFused предлагат алтернатива на захранващите устройства, които са защитени от външен четириканален електронен защитен модул, четири външни предпазители или прекъсвачи. Поради селективното разпределение на тока, версиите eFused са подходящи за едновременно доставяне електромеханични товари (напр. двигатели) и чувствителни натоварвания като контроли или сензори чрез децентрализирано стопено захранване.
Това се постига до четири електронни предпазителя, интегрирани във версиите eFusion. Вместо модула eFused, Основни версии са оборудвани с a MOSFET опционално интегрирано разделително устройство за разработване на излишни системи за захранване. Това демонстрира предимствата на модулния дизайн на FIEPOS.
Всички консумативи FIEPOS Те се произвеждат с помощта на комбинация от модулни плочи. В бъдеще нови функции могат да се добавят просто чрез интегриране на алтернативни табла за управление.
Какво се случва в случай на повреда?
Ако има късо съединение, захранване се изключва избирателно само дефектният изход и го докладвайте чрез сигнала IO-Link или Output-OK и LED интерфейс отпред на устройството. Поради активното ограничение на тока, всички останали изходи продължават да получават правилното напрежение. Това е особено важно в случая на чувствителни и критични за безопасността товари като PLC или сензори.
Вариант 1: два изхода - четири клона за натоварване
Тази конфигурация позволява до четири независими клона на товара с два изхода. За това решение PULS предлага три модела eFused с изходна мощност от 300W или 500W.
С тези Модели, може да бъде постигнат две отделни електрически вериги на изход. Това позволява на сензорите и изпълнителните механизми да бъдат независими един от друг. Ако единият товарен крак на сензора се повреди поради повреда, другите три товарни крака продължават да получават мощност. Неуспех е посочен чрез IO-Link и светодиода състояние на предната част на устройството. Комуникациите и състоянието на светодиодите позволяват поддръжката да се извършва бързо и ефективно. Задействаният канал се нулира чрез бутона отпред на устройството или, като алтернатива, чрез IO-Link.
Вариант 2: Три изхода - Три клона за натоварване.
Тези опции позволяват до три отделни и индивидуално защитени товарни крака с захранване за множество сензори и задвижващи механизми, захранвани през всеки клон на товара.
Ако сензор, свързан към изход 1, се повреди, електрическата верига е отворена. Всички сензори и изпълнителни механизми, свързани към дефектния изход, вече не получават захранване. Неуспех обозначен с IO-Link и светодиода състояние на предната част на устройството. Изходи 2 и 3 не са засегнати от тази повреда и мощността към тези изходи се поддържа.
Вариант 3: Четири изхода - Четири NEC клас 2 товарни крака
A ограничено захранване за приложения, работещи в Северна Америка. По тази причина силата на модела FIEPOS FPT300.246-042-101 отговаря на изискванията на NEC клас 2. Може да се конфигурира до четири товарни клона директно отпред на устройството или във версии с интегриран IO-Link интерфейс, може да се конфигурира и дистанционно.
В случай на претоварване токът е ограничен, за да се гарантира, че максималната мощност не е надвишена. 100W определено за NEC клас 2. Другите клонове на товара NEC клас 2 незасегнати от неуспех при първото излизане.
Научете повече за серията eFused
Задействаща характеристика
Ток на задействане за всеки отделен изход може да се конфигурира с помощта на бутоните на предния панел на устройството. Във всеки случай се прилага различна характеристична крива, в зависимост от зададения ток на изключване. Ако токът на изключване е настроен на 4A, изходът позволява 1,25 пъти номиналния ток (5A) за 2 секунди и след това се изключва. Вижте диаграмата по-долу за повече подробности.
Графика 5: Диаграмата показва характеристичните криви, които формират основата за изключване на изходите. Във всеки случай се прилага различна крива, в зависимост от конфигурирания ток на отключване.
Приоритетна защита чрез функция за селективност
Захранвания eFused Те имат вградена функция за селективност, която позволява приоритетна защита на чувствителните товари. Изход 1 на четириканалното устройство eFused FPT300.246-042-101 има най-висок приоритет, изход 4 най-нисък. Следователно, чувствително, безопасно или критично натоварване на системата, като например PLC, се подава най-добре през изход 1. Ако общият ток е надвишен, захранването първо изключва изходите с най-нисък приоритет.
Активирането на изходите също е разпределено и те се включват на стъпки от 100ms и според техния приоритет.
3. Мониторинг на състоянието
Наблюдавайте приложението си по всяко време и навсякъде.
The дигитализация доведе до това, че сте наградени с висок приоритет за постоянна централна система за наблюдение на състоянието. Безпроблемната работа в мрежа и комуникацията между различните компоненти на системата позволяват пълен анализ на тяхното здраве и ранното откриване на аномалии в системата. По този начин може да се извърши рентабилна и превантивна поддръжка, като се сведе до минимум престоят на системата.
Но могат ли тези данни да се използват за преглед на използването в текущото приложение или също за стратегическо решение за разширяване на системата?
И в двата случая, информацията, предоставена от захранването, играе ключова роля. Захранването е в основата на системата и позволява да се правят заключения относно нейните общи условия. Захранвания FIEPOS eFused те могат да интегрирам лесно в съществуваща система за мониторинг на състоянието, предоставяща данни за състоянието по различни начини.
LED интерфейс и бутони на предния панел на устройството
Светодиодите позволяват незабавна диагностика директно в полето. С един поглед техникът може да види колко голямо е натоварването на захранването. Устройството също така показва дали един или повече от защитените канали са задействани и могат да бъдат нулирани с помощта на бутоните отпред на устройството. Задействащите токове също могат да се задават директно на устройството.
Мониторинг на състоянието чрез IO-Link
В широкомащабните приложения често има стотици захранвания, разпределени в широка област. В тези приложения, профилактика Ефективността чрез централна система за мониторинг на състоянието е особено важна, за да се избегнат скъпи престои. С помощта на тази информация техник може бързо да бъде разположен на правилното място, евентуално предотвратявайки възникването на повреда.
За внедряването на интеграция на цифрова система за захранване PULS отдава голямо значение на гъвкаво и лесно за използване решение. Комуникационният интерфейс обаче не трябва да засяга основните функции и висока надеждност на захранването. Според тези критерии, PULS използва технология IO-Link (IEC 61131-9).
IO-Link е глобален и стандартизиран комуникационен интерфейс подходящ за промишлена употреба с двупосочна последователна комуникация от точка до точка между IO-Link устройство и IO-Link Master. Всичко, от което се нуждаете за окабеляване между устройство IO-Link и IO-Link Master те са прости и неекранирани кабели. Главният IO-Link позволява интегриране във всеки fieldbus или IIoT протокол често използвани, като PROFINET, EthernetIP, EtherCAT или OPC-UA. По този начин захранването може да комуникира директно с PLC или IIoT шлюз чрез IO-Link Master.
Описание на IO устройство (IODD)
Ключово предимство на Интерфейс IO-Link е малкият брой допълнителни компоненти, необходими в захранването. MTBF (средно време между повредите), важна ключова фигура за оценка на надеждността на системата, остава практически непроменена.
Захранвания FIEPOS предоставят на потребителите достъп до следната информация чрез IO-връзка:
Колко изходен ток, качество на мрежовото напрежение, температура и дали натоварването на захранването е статично или динамично? Тази информация ви позволява да откриете необичайно високи преходни пренапрежения в захранването, което може не само да повреди захранването, но и да повлияе неблагоприятно на всички други свързани компоненти. С модели eFused, също може да открие чрез IO-Link който ограничен токов изход се е задействал, а също така каналите могат да бъдат нулирани от разстояние.
Цялата тази информация може да бъде анализирана в централна система за мониторинг на състоянието, позволяваща правилна превантивна поддръжка и повишаване на надеждността на системата, като същевременно намалява разходите за поддръжка и експлоатация.
Изходящ сигнален контакт ОК
Като алтернатива на IO-Link, захранвания eFused от продуктовото семейство FIEPOS се предлагат и с Изход-ОК интерфейс. интерфейса Изход-ОК може да бъде избрана като опростена алтернатива на IO-Link. Действието му е подобно на DC-OK сигнал създаден от индустриално захранване. Ако постояннотоковото напрежение не успее, устройството съобщава за неизправност чрез общ сигнален контакт в допълнение към led екран на предния панел на устройството. Причината за неизправността обаче може да бъде диагностицирана само от техник на място. Каналите също могат да бъдат нулирани само на предния панел на устройството. Осигурена е връзка М12 в долната част на захранването за Изход-ОК сигнал, както и за него IO-Link.
4. Резюме
Решение за захранване, базирано на Гъвкавото семейство продукти на FIEPOS е решителна стъпка по пътя към всеобхватна децентрализация и позволява най-висока степен на гъвкавост при системното планиране.
Тези решения предлагат много предимства, особено в широкомащабни приложения с дълги кабели, тъй като те вече могат да се използват по-къси кабели и по-малки кабелни секции. Това спестява разходите за окабеляване и монтаж. Елиминирането на множество шкафове освобождава повече място в цялостната система, така че трябва да се поръчват и инсталират по-малко компоненти.
В момента PULS разширява семейството на Продукти на FIEPOS да предложи на всички клиенти a децентрализирано стандартно решение подходящ, който може да бъде доставен от склад. PULS работи с множество компании в различни индустрии, включително вътрешна логистика, фабрична автоматизация, автомобилостроене и контрол на процесите, за да се гарантира, че са изпълнени всички изисквания за захранване без шкаф.
Свържете се с PULS или с нашия OLFER електронен и технически екип по всяко време с въпроси относно използвайте FIEPOS за вашето конкретно приложение.