Сигурна заштита на контролни кола од 24 V
Стручни мислења за сигурно снабдување и заштита на контролни кола од 24 V
Задачата е се повеќе во фокусот
Прашањата беа поставени од Андреас Гис, заменик. Главен уредник Електро АВТОМАЦИЈА
Електро автоматизација: Дигитализацијата во индустријата напредува. Електронските контроли, сензори и погони, често со 24 или 48 V, се повеќе се користат. Сигурно напојување е од суштинско значење за работата. Сепак, проблемот што произлегува од употребата на напојувања со вклучен режим во контролниот кабинет им е целосно познат на одговорните во пракса?
Ерих Фишер (E-T-A): Многу електрични планери и крајни корисници сега се повеќе се фокусираат на оваа задача. Оперативната безбедност и достапноста на системите за производство многу зависат од непречената интеракција на употребените компоненти. Раната интеграција на системските услуги и одржување игра важна улога во синџирот на вредности на машините и системите. Веќе обезбедува стабилност на контролниот напон од 24 VDC во фазата на планирање. Бидејќи без енергија, дигитализацијата паѓа патем. Добро координираната комбинација на напојување со силно однесување на преоптоварување со селективна, електронска заштита на 24 VDC кола ја зголемува безбедноста и времето на траење на машините и системите.
Флоријан Холцман (Мурелектроник): Нормативните спецификации оставаат малку простор за маневрирање: тие осигуруваат дека системите детално се проверуваат пред да бидат пуштени во употреба. Возбудливо барање од пракса е прашањето дали електромагнетните влијанија (клучен збор ЕМС) што можат да произлезат од единиците за напојување со вклучен режим имаат негативно влијание врз комуникацијата на податоците. Овде, во Мурелектроник, имаме мислење дека е од голема важност да се земат предвид системите за напојување како целина и да се координираат совршено. Затоа работиме со добро осмислено портфолио: Постојат сигурни тампон модули и ефективни филтри во ист дизајн за напојувања во режим на вклучен режим. Друга опција која се повеќе се бара во дискусиите на потрошувачите е преместување на напојувањето на индустриското поле. Ние нудиме IP67 решенија за ова, кои се во пораст.
Карстен Кронсбајн (Сименс): За разлика од трансформаторите што се користеле во минатото, напојувањата во режим на прекинувач ја ограничуваат нивната излезна струја за самозаштита. Со конвенционалните минијатурни прекинувачи, електронското ограничување на струјата може да доведе до проблеми, особено во случај на краток спој. Бидејќи тука настанува карактеристиката за брзо електромагнетно ослободување, за што е потребна до 14 пати поголема од номиналната струја за директна струја, што напојувањето не може нужно да го испорача. Модулите за селективност Sitop PSE200U се оптимално усогласени со напојувања во режим на прекинувач и ја ограничуваат струјата на 1,5 пати поголема од поставената вредност. За да се осигура дека 24 V не паѓа во кое било време, напонот постојано се следи и критичната гранка се исклучува веднаш. Останатите гранки се снабдуваат со апсолутно непрекинато напојување и PLC останува во режим на работа.
Клаус Шурман (Вајдмилер): Измената и дополнувањето на Директивата за машини пред неколку години уште еднаш ја зголеми свеста за оваа тема. Според ова, „избегнување на грешки вообичаени причини“ е висок приоритет. Во случај на краток спој, откажувањето на осигурувачот во појдовните струјни кола може да доведе до откажување на целиот контролен напон, што резултира во опасна состојба на работа на машината. За да се избегне ова, системите за заштита од еднонасочна струја мора да бидат дизајнирани на таков начин што во случај на краток спој, дефектното коло се исклучува во најкус можен рок. Според IEC 61131-1 стандардот, работата на контролорот се смета за безбедна доколку падот на напонот (на пр. Поради краток спој во овој случај) не трае подолго од 10 ms. Особено електронските осигурувачи служат на оваа заштитна цел и затоа со години добиваат прифаќање во се повеќе апликации.
Марио Столценберг (Феникс Контакт): Многу од нашите клиенти и деловни партнери веќе имаат длабоко разбирање за проблемот. Особено во областа на машинското и постројското инженерство, се разбира е интеракцијата на напојувањето, пресеците и должините на кабелот, како и однесувањето на исклучувањето на осигурувачите или другите уреди за заштита од прекумерна струја. Во повеќето случаи, електронските осигурувачи се веќе воспоставени за да се спречи паѓањето на напонот. Меѓутоа, во широкиот спектар на апликации, честопати има потреба од објаснување во врска со дизајнот и функционалноста на електронската заштита. На пример, на прашањето за карактеристичната крива, честопати може да се види децениското размислување во смисла на инерција на осигурувач или различни карактеристики на активирање на машините.
Питер Тилман (Ваго): Проблемот всушност беше малку познат во пракса подолго време. Но, тоа во моментот се повеќе се менува. Во минатото, при посета на клиенти и на саеми, постојано укажувавме дека честопати се потребни посебни мерки при обезбедување на секундарната страна зад напојувањето со режим на вклучен режим. Со конвенционални методи на заштита, сигурно исклучување според EN 60204 не е нужно загарантирано. Моето набудување е дека нашата работа полека носи плод и дека свеста за овој проблем расте во индустријата како целина.
ЕлектроАВТОМАЦИЈА: Што можат да направат конвенционалните минијатурни прекинувачи за селективна заштита на одделни кола и кога е апсолутно неопходна употреба на електронски осигурувачи? Како може да се реши проблемот со особено долгите кабли, на пример во индустријата за процеси?
Фишер: Конвенционалните прекинувачи ја исполнуваат функцијата за заштита на линиите според EN 60947-2. Широкиот опсег на толеранција на магнетната карактеристика B или C или линискиот отпор во системот 24 VDC спречуваат непосредно сопнување во случај на краток спој. Контролниот напон се распаѓа бидејќи напојувањето оди во самозаштита и не ја снабдува потребната струја. Електронската заштита од прекумерна струја е секогаш прв избор кога напојувањето работи динамично до границата на оптоварување или кога за долгите линии на оптоварување потребни се значително потесни параметри за прекинување во случај на преоптоварување. Електронскиот прекинувач ESS30 го решава проблемот со долгите кабли во процесната индустрија со комбинирање на временски оптимизирано преоптоварување и исклучување на краток спој со електрична изолација и ограничено ограничување на струјата. Патем, TÜV исто така гледа на тоа.
Холцман: Легитимноста на конвенционалниот минијатурен прекинувач не треба да се доведува во прашање, но тој сè повеќе ќе се користи само во одделни случаи. Дури и ако треба да се обезбедат само неколку канали, концептот со електронски заштитни мерки е поекономичен и полесен за употреба. Наш пример е интелигентниот систем за следење на моќноста Mico, кој го развивме точно за 24 V апликации; токму затоа што сакавме да понудиме уште поголема сигурност отколку што е можно со минијатурни прекинувачи. Се разбира, тогаш е радува што е потребно помалку простор за ова и дека може да се следат многу повеќе канали со значително помалку напор отколку со минијатурни прекинувачи. Mico Pro е тогаш логичен понатамошен развој. Модуларната структура овозможува да се прилагодат системите точно на специфичната примена - ова нуди поволен ефект на исплата и максимална заштеда на простор.
Кронсбејн: Димензионирањето на прекинувачот за линија е комплексно, бидејќи мора да се знаат номиналните струи на сите поврзани потрошувачи по гранка. Исто така, мора да се земат предвид и струите на влегување, така што ЛСС не се сопне премногу рано. Со модулот за селективност Sitop PSE200U, струјата за прекинување може да се постави за секој фидер по инсталацијата. Или со помош на мониторот за струја, кој ја испушта струјата како напонска вредност за мерење со волтметар (1 V одговара на 1 А) или со вртење на потенциометарот додека не трепка ЛЕР поради преоптоварување. LSS генерално не нуди доволна селективност за долгите кабли. Бидејќи максималната струја е ограничена со омски отпор дури и во случај на краток спој, LSS активира само кога напонот веќе е срушен и PLC е вклучен во режим на запирање. Во најлош случај, ЛСС воопшто нема да предизвика и смена на проблеми станува игра на трпеливост. Sitop PSE200U се сопнува по критична прекумерна струја најдоцна за 5 секунди. Постои библиотека специјално за системот за контрола на процесот Simatic PCS7, преку кој се визуелизира исклучениот излез. Пораката со еден канал ги испраќа информациите како сериски код на дигитален влез.
Столценберг: Во случај на оптоварувања со голема почетна струја, електронските осигурувачи може веќе да ги толкуваат како грешки и да ги исклучуваат ненамерно. Во овие случаи, конвенционалниот минијатурен прекинувач може да биде вистинското решение. Меѓутоа, при изборот, важно е да се осигурате дека напојувањето може да ја обезбеди потребната струја на прекинување на струјниот прекинувач во случај на дефект - т.е. во случај на краток спој или прекумерна струја. Нашите напојувања од семејството Quint Power ја решаваат токму оваа потреба со технологијата SFB (Selective Fuse Breaking). Со цел да се обезбеди оптимално веродостојно сопнување дури и со најдолгите можни кабли, карактеристичната крива на семејството на термомагнетни прекинувачи од типот CB TM е прецизно усогласена со однесувањето на SFB технологијата. Ако, во случај на особено долги кабли, отпорот не дозволува доволно струја на прекинување, дури и со најмоќното напојување, нема заобиколување преку електронски осигурувач.
Тилман: Конвенционалните минијатурни прекинувачи за струја бараат значително поголема струја од номиналната струја за сигурно активирање. Покрај тоа, оваа струја се зголемува уште повеќе за DC-апликациите, бидејќи производителите наведуваат DC-фактор. Според тоа, единицата за напојување низводно мора да може да ја снабдува оваа струја во случај на дефект. Ова е обезбедено, на пример, од единици за напојување со функција за зајакнување. Селективната заштита со конвенционалните минијатурни прекинувачи може да се обезбеди само ако единицата за напојување не предизвика пад на напон со струјата предизвикана од дефект. Покрај тоа, импедансата на линијата може да биде толку голема што толку голема струја на прекинување не може да тече во линијата. Во овој случај, заштитата од секундарната страна со класични минијатурни прекинувачи не работи. Електронските прекинувачи можат да помогнат тука, бидејќи тие се карактеризираат со прецизно дефинирана карактеристика на исклучување и на тој начин се исклучуваат при значително пониски струи.
Elektro AUTOMATION: Како производител, сега нудите разновидно портфолио на електронски осигурувачи, исто така во комбинација со напојувања во режим на вклучен режим. Според кој критериум за избор и во која грануларност, корисникот треба да го избере оптималното решение за него? Понудете помош во заедничка спецификација на напојувања и осигурувачи?
Фишер: Оптимална координација на излезните карактеристики на пулсните единици за напојување со карактеристиката на исклучување на нашите електронски осигурувачи REX12 и ESX10-T му нуди на корисникот оптимална изведба на контролниот напон во опсегот DC 12/24/48 V. Која грануларност на номиналните струи е оптимално зависи од специфичната примена. Ова може, на пример, да обезбеди индивидуална заштита на контролните компоненти или групна заштита на периферните компоненти. Друг критериум е изборот на концептот за дистрибуција на енергија. Тука може да се користи централен, децентрализиран или мешан концепт. Е-Т-А нуди сеопфатен совет за оптимално решение за напојување, заштита од прекумерна струја, дистрибуција на електрична енергија и комуникација.
Холцман: Кога станува збор за грануларност, тогаш случајот ни е јасен: Ние не градиме повеќе канали отколку што е потребно, наместо тоа, ние ја прилагодуваме нашата Mico-Pro станица точно на барањата. Ова им нуди на нашите клиенти оптимален ефект на потреба/напор. И не треба да остане без споменато: благодарение на модуларната конфигурација, исто така не е проблем да додадете дополнителен модул ако, на пример, дополнителна единица е прикачена на машината. За поддршка на нашите клиенти, развивме практичен конфигуратор, и секако нашите контакти, кои редовно водат дијалог со нашите клиенти, се многу ориентирани кон решенија и цврсти по ова прашање.
Кронсбејн: Сименс, како специјалист за тотално интегрирана автоматизација, ја нуди алатката за избор на ТИА за оптимално дизајнирање на систем во фазата на планирање од контролата, преку дисковите, компонентите HMI до напојувањето од 24 VDC. Оваа алатка вклучува поглед на потрошувачите од 24 V со кој лесно може да се одреди напојувањето за товарите што треба да се напојуваат. По утврдувањето на напојувањето, може да се одреди и правилниот модул за селективност. За таа цел, автоматски се користи побарувачката за напојување на планираните компоненти на Сименс и на другите потрошувачи преку рачен влез. Дополнителни критериуми за избор се на пр. Бројот на гранки, барањата на NEC Класа 2 и обемот на дијагностички пораки Дури и без алатката за избор на ТИА, нема проблеми при димензионирање на модулите за селективност на Ситоп, бидејќи тековната вредност на прагот може да се постави индивидуално на страницата.
Шурман: Постои тенденција електронските осигурувачи да продолжат да напредуваат. Тие штедат простор, особено кога има многу кола за оптоварување. Исто така, постојат различни опции за далечински управувач, вклучувајќи врски со полебус. Минијатурни прекинувачи можат да имаат добар оптимал во машините со кратки должини на кабелот-
ција, и селективноста не мора да се одржува во сите апликации. Денешните системи за напојување мора да се гледаат холистички. Започнува со квалитетот на снабдувањето со мрежите за напојување и со амбиенталните услови на местото на употреба, како и со динамичките или барањата за преоптоварување на поврзаните оптоварувања и завршува со соодветна заштита од оптоварување. Вајдмилер тука нуди бројни решенија. Нашите инженери за продажба се задоволни што советуваат и развиваат оптимални концепти.
Столценберг: Нашето искуство покажува дека мнозинството корисници сакаат да размислуваат што е можно помалку за техничките детали за основната функција на осигурувачот. Само треба да работи. Наместо тоа, другите својства на производот доаѓаат до израз како критериум за одлука. Ако многу потрошувачки кола треба да бидат селективно заштитени во некоја апликација, препорачуваме повеќеканални осигурувачи. Ова може значително да го намали просторот потребен во контролниот кабинет. За апликации за кои е потребно високо ниво на флексибилност, ние нудиме широк спектар на модуларни едноканални осигурувачи. Кога го специфицираме вистинското напојување, го користиме нашето долгогодишно искуство со вклучување на напојувања. Особено, деталното знаење - на пример, за зголемување на моќноста, т.е. обезбедување на значително поголеми струи на моменти - ни овозможува да советуваме индивидуално за дизајнот на холистичкиот 24 VDC систем.
Електро-автоматизација: Покрај напојувањето, електронските осигурувачи и уредите UPS-от, концептите нудат широки опции за проценка на ефикасноста на процесите. Кои идни опции ги гледате овде и кои канали за комуникација треба да бидат поддржани?
Фишер: Способноста за дијагностицирање, далечинско одржување и управување со енергијата на целото ниво на контрола и поле играат одлучувачка улога. Интелегентни системи за дистрибуција на електрична енергија со поврзување со различни комуникациски платформи сè повеќе се користат. Системите ControlPlex од E-T-A вклучуваат парамеризација, приказ на статус, меморија на историјата, стекнување и анализа на измерена вредност, како и контрола како релеи на спојување. REX12D е опремен со IO-Link и Modbus-RTU-
Системот веќе влегува во дигитализацијата на долното ниво на полето. Системите од висока класа дури нудат врска со Profinet или Ethercat. Во иднина, врската со системите на повисоко ниво исто така ќе се прави преку OPC UA и MQTT. Интегрираниот веб-сервер овозможува и директен пристап.
Холцман: Корисниците конкретно прашуваат за производи и решенија што им овозможуваат да постават превентивна дијагноза. Разбравте: Мерките за предиктивно одржување честопати се исплаќаат сами со првиот избегнат неуспех. Затоа придаваме големо значење на фактот дека нашите компоненти за напојување се заменуваат во оптимално време, „што е можно подоцна, но колку што е можно порано“. Системите за соодветно следење нè поддржуваат во ова, компонентите се користат што е можно поефикасно, но никогаш како фактор на несигурност за сигурно работење - ова е најекономичен начин на употреба на компоненти.
Шурман: Вајдмилер беше првиот кој воведе комуникативно напојување со серијата Protop и со тоа се соочи со предизвиците на Industry 4.0 во рана фаза. Сега може да се спроведат опции за далечинско управување, парамеризација и следење на состојбата. На годинешниот Хановер Месе, ние последователно ќе претставиме комуникативен електронски безбедносен систем со бројни опции за далечинско управување и транспарентност на податоците. И двата уреди можат да се поврзат со контролните системи користејќи IO-Link. Комуникативните контроли на UPS-от ќе бидат исто така достапни во иднина. Облачните и ИОТ технологиите тогаш ќе станат се поконкретни.
Столценберг: Електронските осигурувачи ја мерат, анализираат и континуирано ја проценуваат состојбата на машините и системите. Податоците утврдени на овој начин забрзано добиваат важност во ерата на Интернетот на нештата. Чекорот за собирање на информации - пораки за грешки, однесување на оптоварување, работно време или фреквенции на откажување - и размена на истиот со контролер од повисоко ниво преку комуникациски интерфејси е веќе вообичаена практика. Зголемувањето во однос на позадината на економската одржливост на ваквите апликации е само прашање на време.
Тилман: Електронските прекинувачи, UPS-системите и единиците за напојување веќе можат да комуницираат денес. На овој начин, грешките може да се идентификуваат во рана фаза и да се изврши превентивно одржување. Електронските прекинувачи може да се управуваат и од далечина. На пример, активираниот канал може повторно да се вклучи од контролорот или прекинувачот исто така може да функционира како електронски прекинувач. Следењето на тековните струи на оптоварување помага да се одреди потрошувачката на енергија на системот и исто така може да помогне да се идентификуваат знаците на абење на подвижните делови. Во иднина, гледам дека секое оптоварување ќе биде електронски обезбедено поединечно. Ова значи дека ви требаат неколку осигурувачи, но заштедувате терминали за дистрибуција. Дефектите можат да бидат локализирани или поправени побрзо и да придонесат за зголемена достапност на системот.
Напојувања во САД и Канада: UL 508 заменет со UL 61010