Alimentatori per dispositivi di automazione industriale

Un'ampia classe di dispositivi per l'automazione industriale è molto diversa dai normali elettrodomestici e, di conseguenza, i requisiti di qualità per tali dispositivi sono molto più elevati. Strutture energetiche, edifici industriali, veicoli e mezzi di trasporto in genere: in tutti questi settori oggi c'è l'automazione dei processi realizzata attraverso l'uso di dispositivi con particolare durata, affidabilità e maggiore sicurezza.

Le industrie del petrolio, del gas e dell'energia richiedono un'alimentazione elettrica affidabile e sicura. Tali dispositivi devono essere resistenti alle vibrazioni, avere un ampio intervallo di temperature e talvolta essere resistenti alle radiazioni.

Naturalmente, gli alimentatori di questi dispositivi di automazione industriale soddisfano sempre i requisiti di un particolare dispositivo nel suo insieme, perché l'alimentatore fa parte di quel dispositivo. Se l'alimentazione è inferiore ai requisiti, l'intero dispositivo diventa vulnerabile.

Gli alimentatori nell'industria sono tradizionalmente montati in armadi su guide DIN e quindi gli involucri per alimentatori sono progettati per questo tipo di montaggio. Alcuni produttori producono kit adattatori speciali per il montaggio di alimentatori su guida DIN.

Naturalmente, gli alimentatori per l'automazione industriale hanno caratteristiche specifiche e, a seconda delle attività che vengono risolte utilizzando un alimentatore specifico, possono essere tutti suddivisi in diversi tipi: convertitori CA / CC isolati, moduli di backup, supporto per alimentatori UPS CC isolato / convertitori CC. Tutti questi tipi di alimentatori hanno una cosa in comune: i loro parametri sono stabili in varie condizioni esterne.

I vari componenti elettronici degli impianti industriali necessitano di una propria tensione di esercizio, ovvero non tutti i componenti hanno la stessa tensione di alimentazione. Per questo motivo, i produttori di alimentatori per l'automazione industriale assicurano che su un dispositivo siano presenti più canali di tensioni diverse, incluso il bipolare. Esistono anche alimentatori controllati che vengono accesi o spenti da un segnale proveniente da sensori industriali esterni che guidano un livello logico a un ingresso dedicato.

I tre principali produttori di alimentatori per l'industria - MW, Chinfa e TDK-Lambda - coprono quasi completamente le esigenze dei moderni dispositivi di automazione industriale con il loro assortimento. Allo stesso tempo, gli alimentatori di questi marchi soddisfano sia i requisiti di affidabilità e sicurezza che i requisiti di compatibilità elettromagnetica.

Convertitori CA/CC isolati

Gli alimentatori di questo tipo sono tradizionalmente utilizzati come alimentatori stabilizzati di base.Ricevono alimentazione dalla rete (trifase o monofase) o da una sorgente di corrente continua, mentre l'intervallo di tensione di alimentazione è piuttosto ampio, da 120 a 370 volt CC.

Questo tipo di alimentazione è la più diffusa nei circuiti elettrici per l'automazione industriale, in quanto l'alimentatore è presente un po' ovunque.

Inoltre, la gamma di caratteristiche è molto ampia - tensione di uscita, corrente massima, design - tutti questi parametri variano e i produttori sui loro siti Web offrono all'utente una scelta.

Particolarmente degni di nota sono gli alimentatori con garanzia a vita (ad esempio, la serie HWS di TDK-Lambda), con la possibilità di compensare la caduta di tensione sui fili, con regolazione della tensione di uscita e con la possibilità di spegnere/accendere da remoto .

Alcune serie di convertitori CA/CC isolati hanno la capacità di sopportare un doppio sovraccarico con potenza nominale per alcuni secondi (ad esempio, la serie ZWS/BP di TDK-Lambda), che è molto importante per alimentare i motori, quando in modalità sovraccarico , i motori consumano una potenza significativa per alcuni secondi, ma nella modalità principale il consumo è la metà. C'è un'opportunità per risparmiare sull'acquisto di un potente convertitore.

Chinfa e MW forniscono principalmente convertitori specifici per il montaggio su guida DIN. Gli alimentatori Chinfa hanno tradizionalmente uscite per 15 e 5 volt e possono funzionare anche a temperature gelide fino a -40 ° C. Tutti gli alimentatori di questi produttori possono essere alimentati da 85 a 264 volt. Per impianti di automazione con potenza maggiorata sono previste anche versioni trifase di alimentatori.

La maggior parte degli alimentatori per applicazioni industriali ha nel loro design la correzione attiva del fattore di potenza PFC e la capacità di regolare la tensione di uscita entro + -15% del valore nominale.

A volte è necessario collegare più alimentatori in parallelo per alimentare il carico con una potenza superiore al valore nominale di un alimentatore; a tale scopo, alcuni modelli di convertitori CA/CC isolati sono dotati di un apposito interruttore che consente di regolare i circuiti di retroazione di più sorgenti, con uno dei blocchi come master e gli altri in modalità slave. Questo schema differisce dallo schema utilizzato per il problema della ridondanza, la cui soluzione verrà discussa in seguito.

Moduli di ricambio

Tali dispositivi sono progettati per migliorare l'affidabilità del sistema quando esiste il rischio di guasto di uno dei convertitori. Diversi alimentatori sono collegati a un bus comune con isolamento a diodi e, in caso di guasto di una sorgente, il secondo viene collegato immediatamente. Esteriormente, sembra collegare diodi di isolamento ad alimentatori di backup.

I moduli di ricambio garantiscono il funzionamento continuo dell'apparecchiatura per lungo tempo senza interrompere il ciclo tecnologico: questo è il loro compito principale. I diodi di disaccoppiamento iniziano a essere eseguiti rigorosamente quando necessario, motivo per cui esiste una differenza tra i diodi integrati nell'alimentatore e i diodi inseriti nel modulo di backup.

Nel secondo caso, l'efficienza degli alimentatori aumenta. Se uno degli alimentatori si guasta, si verifica un hot swap e il sistema continua a funzionare.L'operatore dovrà tenere traccia del guasto del dispositivo (secondo lo schema di monitoraggio della tensione all'uscita di una singola unità) e garantirne la tempestiva sostituzione o assistenza.

Molto spesso, ai fini dell'automazione industriale, viene utilizzata una tensione di 24 volt e i moduli di ricambio vengono prodotti principalmente per questa tensione nominale. Se la tensione è di 12 volt, il modulo non sarà in grado di controllare la tensione al suo ingresso, quindi dovrai ricorrere alla scelta di alimentatori con un sistema di controllo integrato.

Alimentatori con supporto UPS

Si tratta di alimentatori con la funzione di monitorare lo stato delle batterie e con la funzione di caricarle. Gli alimentatori UPS sono collegati in parallelo con la fonte di alimentazione principale e mantengono il livello di tensione corretto in caso di interruzione di corrente o in caso di guasto di questa fonte di alimentazione principale. Allo stesso tempo è supportata la ricarica della batteria di backup. Tali applicazioni sono molto richieste nell'automazione industriale con fonti di backup, in particolare batterie.

Il controller del dispositivo (simile a quelli prodotti da Chinfa e Mean Well) mantiene sempre la carica della batteria al livello corretto, non consente la scarica e non porta alla ricarica. Cioè, l'alimentatore combina la funzione di un UPS (gruppo di continuità).

Ogni prodotto offerto dai produttori è progettato per batterie di una certa capacità, in base al rating, e può avere due tensioni di uscita: 24 e 12 volt. I controller più costosi hanno una corrente di carica della batteria regolabile, quelli più economici hanno un livello costante di corrente di carica, ad esempio 2 ampere.

Convertitori CC/CC isolati

Sono progettati convertitori CC / CC isolati (convertitori). per modificare il livello di tensione CC… Sono installati all'interno di armadi o moduli funzione, perché a volte i sistemi di automazione industriale richiedono tensioni CC diverse per apparecchiature diverse.

Quindi, ad esempio, se hai già un convertitore AC/DC isolato, ma hai anche bisogno di ottenere un'altra tensione, diversa da quella già fornita dal dispositivo già installato nell'armadio, puoi far fronte a un convertitore DC/DC, sarà più economico rispetto all'acquisto di un altro. CA/CC.

I convertitori CC/CC isolati per il montaggio su guida DIN sono prodotti da TDK -Lambda, che rappresenta una gamma di convertitori con un diverso numero di canali di uscita per potenze da 15 a 60 W. I dispositivi sono dotati di protezione contro l'inversione di polarità e un circuito per limitando la corrente di spunto, oltre alla tradizionale protezione da cortocircuito. L'indicatore LED indica la presenza di tensione nominale alle uscite del canale. È possibile spegnerlo e accenderlo da remoto.

Quindi il moderno mercato degli alimentatori per l'automazione industriale è pieno di dispositivi con tutti i parametri che potrebbero essere necessari. La gamma ti consentirà di scegliere qualsiasi tensione, potenza, fattore di forma, opzioni di controllo remoto, funzione UPS, ecc.

È possibile ottenere una potenza superiore a 1500 watt combinando più blocchi in parallelo. I moduli di ricambio aiuteranno a stabilire un funzionamento senza problemi dei circuiti. I dispositivi UPS non interromperanno il processo. DC -DC — il convertitore fornirà la tensione DC richiesta.