S obzirom na povećan nivo automatizacije u industriji, sve je više potrošača do kojih moramo dovesti snižen napon napajanja, tzv.kontrolni napon, koji je u velikom broju slučajeva u industriji jednosmeran i iznosi 24 V, iako se često sreću i 12 V i 24 V.
Za pretvaranje naizmeničnog glavnog napajanja u jednosmerni napon koristimo regulisane ispravljače a nakon što smo obezbedili jednosmerni kontrolni napon unutar ormana, ostaje da ga distribuiramo prema potrošačima.
Koje potrošače napajamo kontrolnim jednosmernim naponom?
Unutar standardnog industrijskog ormana automatizacije, najčešće su to kalemovi releja, kontaktora, PLC CPU, I/O moduli, merni pretvarači analognih signala, ventili i senzori. U osnovi, radi se o potrošačima male potrošnje, tj.relativno malih struja stoga ih možemo grupisati. Izuzetak je kada DC naponom napajamo neke specijalne jednosmerne motore.
Koji su ciljevi pri distribuciji jednosmernog napona?
Potrošače na jednosmernom naponu možemo napajati pojedinačno ili grupisati, zavisno od konkretne aplikacije a takođe ih je potrebno zaštititi zaštitnim elementom.
Konvencionalni pristup zaštiti komponenti predviđa ili implementaciju DC automatskih prekidača ili zaštitu tzv.staklenim osiguračima. Prednosti ovakvog pristupa se ogledaju u jednostavnosti izvedbe i osnovnoj ceni, naročito kod izvedbe sa staklenim osiguračima. S druge strane, ovakav sistem zaštite ima određene nedostatke :
- Kod varijante sa automatskim prekidačima ne postoji distribucija već samo zaštita komponenti
- Obe varijante zauzimaju puno prostora u ormanu
- Ne postoji mogućnost podešavanja struje zaštitne komponente
- Kod varijante sa staklenim osiguračima ne postoji mogućnost daljinskog monitoringa a kod DC automatskih prekidača je to moguće ostvariti samo uz pomoćne kontakte
- Daljinski reset nije moguć
- Vreme potrebno za instalaciju je dugo
Iz gore nabrojanih razloga, kreiranje industrijskog rešenja kojim bismo izbegli nabrojane nedostatke postalo je neophodno. Weidmueller maxGuard je inovativni sistem za ditribuciju kontrolnog napona koji integriše elektronski monitoring opterećenja sa distribucijom potencijala. Prostor na šini potreban za instalaciju se smanjuje za 50%, dok vreme potrebno za instalaciju smanjujemo za 20%.
Ušteda prostora i vremena u odnosu na konvencionalni pristup sa automatskim prekidačima
Konfiguracija se može izvršiti prema zahtevima aplikacije, tj.prema tipu komponenti koje treba napajati. Standardna konfiguracija obuhvata :
- Napojni terminal, čija maksimalna struja iznosi 40 A. Dodatno, napojni terminal može imati opcije alarma i daljinskog reseta.
- U slučaju da napojni modul nema te opcije, opciono se može dodati kontrolni modul, kao i dodatni kontrolni modul kada dodajemo nove grane komponenti.
- Zaštitni elementi sa elektronskim osiguračima sa fiksnom vrednošću struje za 1/2/4/6/8/10 A
- Zaštitni elementi sa mogućnošću podešavanja struje, 1-6 A ili 4-12 A, 10-18 A
- Distributeri potencijala
Princip rada i motivacija za uvođenje integrisanog sistema za monitoring i distribuciju sa elektronskim osiguračima
Pre svega, motivacija leži u mogućnosti i potrebi da DC opterećenja nadziremo a i da možemo da ih tzv.odvojimo. Na primer, usred kratkog spoja u jednom od DC kola senzora ili ventila, ne želimo da svi DC potrošači u elektroormanu ostanu bez napajanja, npr.CPU PLC-a, safety relej, HMI panel i sl.
Sa maxGuard sistemom, obezbeđujemo selektivnost zaštite gde ćemo u slučaju preopterećenja ili kratkog spoja u jednom od DC kola potrošača o tome dobiti informaciju putem LED signalizacije i samo ta grana će biti „u alarmu“, tj.isključena sa napajanja, dok će ostali potrošači raditi normalno.
Nakon otklanjanja problema, možemo da izvršimo i ručni reset i problematično kolo ponovo priključimo na napajanje.
Jedan od dodatnih benefita se odnosi na nadzor opterećenja. Naime u slučaju da opterećenje u nekom trenutku iznosi 90 i više odsto nominalne struje, LED će početi da treperi što će nam ukazati na potencijalni problem.
Daljinski alarm/reset i održavanje
Iz ugla proizvođača mašina, pa i krajnjih korisnika, jedan od glavnih razloga za uvođenje sistema sa elektronskim osiguračima predstavlja mogućnost daljinske kontrole.
Na napojnom ili dodatnom kontrolnom modulu imamo ALARM i RESET kontakte, slika dole :
ALARM i RESET kontakte sa napojnog modula možemo povezati sa DI i DO modulima našeg kontrolera.
To donosi dodatni benefit da operater na HMI može dobiti obaveštenje o alarmu i može reagovati. Takođe, obaveštenje može biti viđeno i daljinski na SCADA sistemu, u kontrolnoj sobi i RESET se takođe može izvršiti daljinski. To naročito ima smisla kod proizvođača mašina koji svoja postrojenja održavaju na daljinu. Takođe, mogućnost daljinskog ON/OFF je naročito korisna pri puštanju mašina u rad ili servisa.
Lakoća povezivanja i modularnost
Svi moduli opremljeni su push-in konekcijom. Za razliku od vijčane konekcije za push-in povezivanje nije nam potreban alat ako imamo hilzne(ferule) na krajevima provodnika. Ubrzanje povezivanja i do 20%.
S obzirom na modularnost, možemo napraviti dizajn sa baš toliko kola (potrošača) koliko nam je zapravo potrebno u toj aplikaciji. Naravno, možemo dodati i par rezervnih modula, što se obično u praksi i radi i kasnije ih iskoristiti ako bude potrebe. Obično se za rezervne module biraju moduli sa varijabilnom strujom koju možemo podešavati, jer u nekim situacijama ne znamo unapred koji ćemo potrošać priključiti na rezervni modul.
Laka konfiguracija kroz WMC
S obzirom na „wizard“ koji se nalazi u Weidmueller Configurator-u, našem softveru za dizajniranje šina, veoma lako možemo napraviti konfiguraciju koja nam odgovara, čak i bez poznavanja induvidualnih komponenti. Nakon toga u WMCu možemo generisati kompletan projekat i dobiti BOM.
Standardi i sertifikati
maxGuard se proizvodi kako za standardna industrijska okruženja tako i za Ex izvedbe. Može biti instaliran u okruženje sa teškim uslovima pogona.
Kontakt:
Weidmüller Interface GmbH & Co. KG Beograd-Zvezdara
Ustanička 189, III sprat, lokal 7a, 11050 Beograd, Srbija
Phone/fax: +381 11 288 5274
Mobile: +381 69 100 1070
E-mail: Zoran.Rabrenovic@weidmueller.com