Zasilacze do urządzeń automatyki przemysłowej

Szeroka klasa urządzeń dla automatyki przemysłowej bardzo różni się od zwykłych urządzeń gospodarstwa domowego, w związku z czym wymagania jakościowe stawiane takim urządzeniom są znacznie wyższe. Obiekty energetyczne, budynki przemysłowe, pojazdy i urządzenia transportowe w ogólności — we wszystkich tych dziedzinach występuje dziś automatyzacja procesów realizowana za pomocą urządzeń o szczególnej trwałości, niezawodności i zwiększonym bezpieczeństwie.

Przemysł naftowy, gazowy, energetyczny — wymagają niezawodnego i bezpiecznego zasilania. Takie urządzenia muszą być odporne na wibracje, mieć szeroki zakres temperatur, a czasami być odporne na promieniowanie.

Oczywiście zasilacze tych urządzeń automatyki przemysłowej zawsze spełniają wymagania konkretnego urządzenia jako całości, ponieważ zasilacz jest częścią tego urządzenia. Jeśli zasilanie jest poniżej wymagań, całe urządzenie staje się podatne na ataki.

Zasilacze w przemyśle tradycyjnie montuje się w szafach na szynach DIN, dlatego obudowy zasilaczy są projektowane do tego typu montażu. Niektórzy producenci produkują specjalne zestawy adapterów do montażu zasilaczy na szynie DIN.

Oczywiście zasilacze do automatyki przemysłowej mają specyficzne cechy i w zależności od zadań, które są rozwiązywane przy użyciu konkretnego zasilacza, wszystkie można podzielić na kilka rodzajów: izolowane przetwornice AC/DC, moduły rezerwowe, zasilacze UPS obsługujące izolowany prąd stały. / Przetwornice prądu stałego. Wszystkie te rodzaje zasilaczy łączy jedno — ich parametry są stabilne w różnych warunkach zewnętrznych.

Różne komponenty elektroniczne instalacji przemysłowych wymagają własnego napięcia roboczego, to znaczy nie wszystkie komponenty mają takie samo napięcie zasilania. Z tego powodu producenci zasilaczy do automatyki przemysłowej dbają o to, aby na jednym urządzeniu było kilka kanałów o różnych napięciach, w tym bipolarnych. Istnieją również zasilacze sterowane, które są włączane lub wyłączane przez sygnał z zewnętrznych czujników przemysłowych doprowadzających poziom logiczny do dedykowanego wejścia.

Trzej wiodący producenci zasilaczy dla przemysłu — MW, Chinfa i TDK-Lambda — niemal w całości pokrywają swoim asortymentem potrzeby nowoczesnych urządzeń automatyki przemysłowej. Jednocześnie zasilacze tych marek spełniają zarówno wymagania dotyczące niezawodności i bezpieczeństwa, jak i kompatybilności elektromagnetycznej.

Izolowane przetwornice AC/DC

Zasilacze tego typu tradycyjnie stosowane są jako podstawowe zasilacze stabilizowane.Otrzymują energię z sieci (trójfazowej lub jednofazowej) lub ze źródła prądu stałego, przy czym zakres napięcia zasilania jest dość szeroki - od 120 do 370 woltów prądu stałego.

Ten rodzaj zasilania jest najczęściej spotykany w obwodach elektrycznych dla automatyki przemysłowej, ponieważ zasilacz jest obecny prawie wszędzie.

Ponadto zakres cech jest bardzo szeroki — napięcie wyjściowe, maksymalny prąd, konstrukcja — wszystkie te parametry są różne, a producenci na swoich stronach internetowych dają użytkownikowi wybór.

Na szczególną uwagę zasługują zasilacze z dożywotnią gwarancją (np. seria HWS firmy TDK-Lambda), z możliwością kompensacji spadku napięcia na przewodach, z regulacją napięcia wyjściowego oraz z możliwością zdalnego wyłączania/włączania .

Niektóre serie izolowanych przetwornic AC/DC mają zdolność wytrzymania podwójnego przeciążenia mocą znamionową przez kilka sekund (np. seria ZWS/BP firmy TDK-Lambda), co jest bardzo ważne przy zasilaniu silników w stanie przeciążenia , silniki zużywają znaczną moc przez kilka sekund, ale w trybie głównym zużycie jest o połowę mniejsze. Istnieje możliwość zaoszczędzenia pieniędzy na zakupie potężnego konwertera.

Chinfa i MW dostarczają głównie konwertery przeznaczone specjalnie do montażu na szynie DIN. Zasilacze Chinfa tradycyjnie mają wyjścia na 15 i 5 woltów i mogą pracować nawet w temperaturach ujemnych do -40°C. Wszystkie zasilacze tych producentów mogą być zasilane napięciem od 85 do 264 woltów. Dla układów automatyki o zwiększonej mocy przewidziane są również trójfazowe wersje zasilaczy.

Większość zasilaczy do zastosowań przemysłowych ma w swojej konstrukcji aktywną korekcję współczynnika mocy PFC oraz możliwość regulacji napięcia wyjściowego w zakresie +-15% wartości nominalnej.

Czasami konieczne jest równoległe podłączenie kilku zasilaczy, aby zasilić obciążenie mocą wyższą niż wartość nominalna jednego zasilacza; w tym celu niektóre modele izolowanych przetwornic AC/DC wyposażone są w specjalny przełącznik, który umożliwia regulację obwodów sprzężenia zwrotnego kilku źródeł, przy czym jeden z bloków pełni funkcję master, a pozostałe są wprowadzane w tryb slave. Ten schemat różni się od schematu zastosowanego dla problemu redundancji, którego rozwiązanie zostanie omówione poniżej.

Moduły zapasowe

Urządzenia takie mają na celu poprawę niezawodności systemu w przypadku zagrożenia awarią jednego z konwerterów. Kilka zasilaczy jest podłączonych do jednej wspólnej szyny z izolacją diodową, aw przypadku awarii jednego źródła natychmiast podłączane jest drugie. Na zewnątrz wygląda to na podłączenie diod izolacyjnych do rezerwowych zasilaczy.

Moduły zapasowe zapewniają ciągłą pracę urządzeń przez długi czas bez zakłócania cyklu technologicznego — to ich główne zadanie. Diody odsprzęgające zaczyna się robić ściśle wtedy, gdy jest to potrzebne, dlatego istnieje różnica między diodami wbudowanymi w zasilacz, a diodami włożonymi do modułu rezerwowego.

W drugim przypadku wydajność zasilaczy wzrasta. W przypadku awarii jednego z zasilaczy następuje wymiana bez wyłączania systemu i system kontynuuje działanie.Operator będzie musiał śledzić awarię urządzenia (zgodnie ze schematem monitorowania napięcia na wyjściu poszczególnej jednostki) i zapewnić jego terminową wymianę lub serwis.

Najczęściej na potrzeby automatyki przemysłowej stosuje się napięcie 24 V, a moduły zapasowe produkowane są głównie na to napięcie nominalne. Jeśli napięcie wynosi 12 woltów, moduł nie będzie w stanie kontrolować napięcia na swoim wejściu, a następnie musisz skorzystać z wyboru zasilaczy z wbudowanym układem sterowania.

Zasilacze z obsługą UPS

Są to zasilacze z funkcją monitorowania stanu akumulatorów oraz z funkcją ich ładowania. Zasilacze UPS połączone są równolegle z głównym źródłem zasilania i utrzymują prawidłowy poziom napięcia w przypadku braku zasilania lub awarii tego głównego źródła zasilania. Ładowanie baterii zapasowej jest obsługiwane w tym samym czasie. Takie aplikacje są bardzo poszukiwane w automatyce przemysłowej ze źródłami rezerwowymi, zwłaszcza bateriami.

Sterownik urządzenia (podobny do produkowanych przez Chinfa i Mean Well) zawsze utrzymuje stan naładowania baterii na odpowiednim poziomie, nie dopuszcza do rozładowania i nie prowadzi do ponownego ładowania. Oznacza to, że zasilacz łączy w sobie funkcję UPS (zasilania awaryjnego).

Każdy produkt oferowany przez producentów jest przeznaczony do akumulatorów o określonej pojemności, zgodnie z wartością znamionową i może mieć dwa napięcia wyjściowe: 24 i 12 woltów. Droższe kontrolery mają regulowany prąd ładowania akumulatora, tańsze mają stały poziom prądu ładowania, np. 2 ampery.

Izolowane przetwornice DC/DC

Zaprojektowano izolowane przetwornice DC / DC (przetwornice). aby zmienić poziom napięcia DC… Instaluje się je wewnątrz szaf lub modułów funkcyjnych, ponieważ czasami systemy automatyki przemysłowej wymagają różnych napięć prądu stałego dla różnych urządzeń.

Czyli jeśli np. masz już izolowaną przetwornicę AC/DC, ale potrzebujesz też uzyskać inne napięcie, inne niż to, które już zapewnia urządzenie już zamontowane w szafce, dasz radę z przetwornicą DC/DC, będzie to tańsze niż kupno kolejnego. AC/DC.

Izolowane przetwornice DC/DC do montażu na szynie DIN produkowane są przez firmę TDK -Lambda, która reprezentuje gamę przetwornic o różnej liczbie kanałów wyjściowych dla mocy od 15 do 60 W. Urządzenia posiadają zabezpieczenie przed odwrotną polaryzacją oraz obwód do ograniczenie prądu rozruchowego, a także tradycyjne zabezpieczenie przeciwzwarciowe. Dioda LED sygnalizuje obecność napięcia znamionowego na wyjściach kanałów. Możliwe jest zdalne wyłączanie i włączanie.

Tak więc współczesny rynek zasilaczy dla automatyki przemysłowej obfituje w urządzenia o dowolnych parametrach, jakie mogą być potrzebne. Zakres pozwoli Ci wybrać dowolne napięcie, moc, współczynnik kształtu, opcje zdalnego sterowania, funkcję UPS itp.

Moc powyżej 1500 watów można uzyskać łącząc kilka bloków równolegle. Zapasowe moduły pomogą w ustaleniu bezawaryjnej pracy obwodów. Urządzenia UPS nie przerywają procesu. DC -DC — przetwornica zapewni wymagane napięcie DC.