Strömförsörjning för industriella automationsenheter

En bred klass av enheter för industriell automation skiljer sig mycket från vanliga hushållsapparater, och följaktligen är kvalitetskraven för sådana enheter mycket högre. Energianläggningar, industribyggnader, fordon och transportutrustning i allmänhet — inom alla dessa områden finns idag automatisering av processer som realiseras genom användning av anordningar med speciell hållbarhet, tillförlitlighet och ökad säkerhet.

Olje-, gas- och energiindustrin kräver en pålitlig och säker strömförsörjning. Sådana anordningar måste vara resistenta mot vibrationer, ha ett brett temperaturområde och ibland vara resistenta mot strålning.

Naturligtvis uppfyller strömförsörjningen för dessa industriella automationsanordningar alltid kraven för en viss enhet som helhet, eftersom strömförsörjningen är en del av den enheten. Om strömförsörjningen understiger kraven blir hela enheten sårbar.

Strömförsörjningar inom industrin är traditionellt monterade i skåp på DIN-skenor och därför är strömförsörjningskapslingar utformade för denna typ av montering. Vissa tillverkare tillverkar speciella adaptersatser för montering av nätaggregat på en DIN-skena.

Naturligtvis har nätaggregat för industriell automation specifika egenskaper, och beroende på vilka uppgifter som löses med en specifik strömförsörjning kan de alla delas in i flera typer: isolerade AC/DC-omvandlare, backup-moduler, UPS-strömförsörjning stöder isolerad DC / DC-omvandlare. Alla dessa typer av nätaggregat har en sak gemensamt - deras parametrar är stabila under olika yttre förhållanden.

De olika elektroniska komponenterna i industriella installationer kräver sin egen driftspänning, det vill säga att inte alla komponenter har samma matningsspänning. Av denna anledning ser tillverkare av strömförsörjning för industriell automation till att det finns flera kanaler med olika spänningar, inklusive bipolär, på en enhet. Det finns också kontrollerade nätaggregat som slås på eller av av en signal från externa industriella sensorer som driver en logisk nivå till en dedikerad ingång.

De tre ledande tillverkarna av strömförsörjning för industrin – MW, Chinfa och TDK-Lambda – täcker nästan helt behoven hos moderna industriella automationsenheter med sitt sortiment. Samtidigt uppfyller strömförsörjningarna från dessa märken både krav på tillförlitlighet och säkerhet och krav på elektromagnetisk kompatibilitet.

Isolerade AC/DC-omvandlare

Strömförsörjningar av denna typ används traditionellt som grundläggande stabiliserade strömförsörjningar.De får ström från elnätet (tre-fas eller enfas) eller från en likströmskälla, medan matningsspänningsområdet är ganska brett - från 120 till 370 volt DC.

Denna typ av strömförsörjning är den vanligaste i elektriska kretsar för industriell automation, eftersom strömförsörjningen finns nästan överallt.

Dessutom är utbudet av egenskaper mycket brett - utspänning, maximal ström, design - alla dessa parametrar varierar, och tillverkare på deras webbplatser ger användaren ett val.

Särskilt anmärkningsvärt är strömförsörjningen med livstidsgaranti (till exempel HWS-serien från TDK-Lambda), med möjlighet att kompensera för spänningsfallet på ledningarna, med utspänningsreglering och med möjlighet att stänga av/på på distans .

Vissa serier av isolerade AC/DC-omvandlare har förmågan att motstå dubbel överbelastning med märkeffekt under några sekunder (till exempel ZWS/BP-serien från TDK-Lambda), vilket är mycket viktigt för att driva motorer i överbelastningsläge , förbrukar motorerna betydande ström under några sekunder, men i huvudläget är förbrukningen hälften så mycket. Det finns en möjlighet att spara pengar på köpet av en kraftfull omvandlare.

Chinfa och MW levererar främst omriktare specifikt för DIN-skena montering. Chinfa nätaggregat har traditionellt utgångar för 15 och 5 volt och kan fungera även vid minusgrader ner till -40 ° C. Alla nätaggregat från dessa tillverkare kan drivas från 85 till 264 volt. För automationssystem med ökad effekt tillhandahålls även trefasversioner av nätaggregat.

De flesta nätaggregat för industriella applikationer har i sin design aktiv PFC-effektfaktorkorrigering och möjlighet att justera utspänningen inom + -15% av nominellt.

Ibland är det nödvändigt att ansluta flera strömförsörjningar parallellt för att förse lasten med en effekt som är högre än det nominella värdet för en strömförsörjning; för detta ändamål är vissa modeller av isolerade AC / DC-omvandlare utrustade med en speciell omkopplare som låter dig justera återkopplingskretsarna för flera källor, där ett av blocken är master och de andra sätts i slavläge. Detta schema skiljer sig från schemat som används för redundansproblemet, vars lösning kommer att diskuteras nedan.

Reservmoduler

Sådana enheter är utformade för att förbättra systemets tillförlitlighet när det finns risk för fel på en av omvandlarna. Flera nätaggregat är anslutna till en gemensam buss med diodisolering, och vid fel på en källa kopplas den andra direkt. Utåt ser det ut som att ansluta isoleringsdioder till reservströmförsörjning.

Reservmoduler säkerställer kontinuerlig drift av utrustningen under lång tid utan att störa den tekniska cykeln - detta är deras huvuduppgift. Frånkopplingsdioderna börjar göras strikt när det behövs, varför det är skillnad mellan dioderna inbyggda i strömförsörjningen och dioderna som sätts in i reservmodulen.

I det andra fallet ökar effektiviteten hos strömförsörjningen. Om en av strömförsörjningarna går sönder sker ett hot swap och systemet fortsätter att fungera.Operatören måste spåra enhetens fel (enligt spänningsövervakningsschemat vid utgången av en enskild enhet) och säkerställa att den byts ut i tid eller service.

Oftast, för industriell automation, används en spänning på 24 volt, och reservmoduler tillverkas huvudsakligen för denna nominella spänning. Om spänningen är 12 volt, kommer modulen inte att kunna styra spänningen vid sin ingång, och då måste du tillgripa att välja nätaggregat med ett inbyggt styrsystem.

Strömförsörjning med UPS-stöd

Dessa är strömförsörjningar med funktionen att övervaka batteriernas tillstånd och med funktionen att ladda dem. UPS strömförsörjning är ansluten parallellt med huvudströmkällan och håller rätt spänningsnivå vid strömavbrott eller vid fel på denna huvudströmkälla. Backupbatteriladdning stöds samtidigt. Sådana applikationer är mycket efterfrågade inom industriell automation med backup-källor, särskilt batterier.

Styrenheten för enheten (liknande de som produceras av Chinfa och Mean Well) håller alltid batteriladdningen på rätt nivå, tillåter inte urladdning och leder inte till omladdning. Det vill säga att strömförsörjningen kombinerar funktionen hos en UPS (avbrottsfri strömförsörjning).

Varje produkt som erbjuds av tillverkare är designad för batterier med en viss kapacitet, i enlighet med klassificeringen, och kan ha två utspänningar: 24 och 12 volt. Dyrare kontroller har en justerbar batteriladdningsström, billigare har en konstant nivå av laddström, till exempel 2 ampere.

Isolerade DC/DC-omvandlare

Isolerade DC / DC-omvandlare (omvandlare) är konstruerade för att ändra DC-spänningsnivån… De installeras inuti skåp eller funktionsmoduler, eftersom industriautomationssystem ibland kräver olika likspänningar för olika utrustningar.

Så, till exempel, om du redan har en isolerad AC / DC-omvandlare, men du också behöver få en annan spänning, annan än den som redan tillhandahålls av enheten som redan är installerad i skåpet, kan du klara av en DC / DC-omvandlare, det blir billigare än att köpa en till. AC/DC.

Isolerade DC/DC-omvandlare för montering på en DIN-skena tillverkas av TDK -Lambda, som representerar en serie omvandlare med olika antal utgångskanaler för effekt från 15 till 60 W. Enheterna har skydd mot omvänd polaritet och en krets för begränsning av startströmmen, samt traditionellt kortslutningsskydd. LED-indikatorn indikerar närvaron av nominell spänning vid kanalutgångarna. Det är möjligt att stänga av och slå på den på distans.

Så den moderna marknaden för strömförsörjning för industriell automation är full av enheter med alla parametrar som kan behövas. Utbudet låter dig välja valfri spänning, effekt, formfaktor, fjärrkontrollalternativ, UPS-funktion etc.

Effekt över 1500 watt kan erhållas genom att kombinera flera block parallellt. Reservmoduler hjälper till att skapa problemfri drift av kretsar. UPS-enheter kommer inte att avbryta processen. DC -DC — omvandlaren ger den erforderliga DC-spänningen.