magyar elektronika

E-mail cím:*

Név:

{a-feliratkozással-elfogadja-az-adl-kiadó-kft-adatvédelmi-és-adatkezelési-tájékoztatóját-1}

weidmuller lidIP65 védettségű tápegységellátás intelligens gyárak decentralizált automatizálási folyamatai számára

A korszerű rendszer infrastruktúrája az adatok, a tápellátás és a vezérléstechnika intelligens hálózataiból áll. Ezek gyorsan és rugalmasan alkalmazkodnak a gyártástechnológiai átalakításokhoz és bővítésekhez, önállóan és függetlenül felügyeleti feladatot látnak el, és a hiba megjelenése előtt képesek érzékelni és jelenteni az üzem összetevőinek kialakulóban lévő meghibásodásait vagy rendellenességeit. Ez a koncepció már a 24 V DC és 48 V DC automatizálástechnikai tápellátásra is létezik.

 

A decentralizált vezérlőrendszerek széles körben elterjedtek például a gyártórendszerekben, az automatizált raktározásban és a rendelésfelvevő rendszerekben. Ennek az intelligencia berendezésszintű „kihelyezésében” gyökerező trendnek a fényében a helyi 24 V DC tápellátásokkal kapcsolatos igény természetesen szintén nő. A tápellátásoknak a lehető legkompaktabbnak kell lenniük, és a megfelelő szintű védelemmel kell kialakítani azokat. Különösképpen az üzem összetevőinek rendelkezésre állását megkövetelő alkalmazásokban (ilyen például az autóipar) nagy az igény arra, hogy a tápellátás redundáns legyen. A korszerű és jelentős mértékben automatizált alkalmazások biztonságos és optimalizált tápellátását olyan rendszerekkel lehet megvalósítani, amelyek hálózatban működnek, és további helyigény nélkül egy közös DC-hálózatot táplálnak. Egy technológiailag és gazdaságilag is meggyőző megoldás erre a Smart Factory Grid.

 

weidmuller

Példa a Smart Factory Grid ábrázolására

 

A Smart Factory Grid 24 V DC koncepciója

Modellként az ipar meglévő hálózatai szolgálnak. Minden igény kielégítésére megvannak a megfelelő hálózatok, mint például a háromfázisú áramellátó hálózatok, adathálózatok vagy éppen az üzemi sűrítettlevegő-hálózatok. Bár a DC tápellátó hálózat közvetlenül nem hasonlítható össze ezekkel, mégis számos előnyt nyújt a decentralizált üzemi rendszerekben. Mindazonáltal, egy jól megtervezett hálózat esetén a tápellátásnak biztonságosnak, hibamentesnek és elsősorban intelligensnek kell lennie – ilyen a Smart Factory Grid.

 

weidmuller2

A Weidmüller Smart Factory Grid koncepció topológiája

 

Alapvető követelmények:

  • Kis feszültségesés nagy távolság és különböző áramerősségek esetén is;

  • rendelkezésre állás túlterhelés vagy egyes tápellátások kiesése esetén is;

  • az egyes rendszerösszetevők egyszerű cserélhetősége;

  • egyszerű bővíthetőség egyedi rendszerelemekkel;

  • az egyes kimenetek szelektív védelme;

  • a tápellátások és teljesítménykimenetek diagnosztikája a megelőző karbantartás céljából.

 

Egy 24 V-os hálózat soha nem lehet ugyanolyan, mint egy 400 V-os hálózat. A jóval kisebb feszültség miatt nő a kábel feszültségesése, ez pedig korlátozza a kábelhosszúságot, illetve növeli a szükséges keresztmetszetet. A Smart Factory Grid az egyetlen központi betáplálás helyett több, a berendezéstérben elhelyezett tápellátást használ. Ennek előnye az, hogy a tápellátásokat a kimeneti oldalon bármilyen rendszerben (soros, fa, gyűrű, félgyűrű) rugalmasan lehet egymáshoz csatlakoztatni. Ezért a telepítési helyet szabadon lehet megválasztani.
A hagyományos redundanciától eltérően (ahol minden tápellátásnak van egy párja [n × 2]), a Smart Factory Grid rendszerben csak egy további tápellátást kell hozzáadni a hálózathoz (n + 1), ami ezután biztosítja a teljes DC hálózat szükséges támogatását. Ez a hálózat például a csarnok, a rendszer, vagy a gépi infrastruktúra része lehet.
A standard működési egységek – például a betápláló és kimeneti dobozok – a vezérlőszekrényen kívül felszerelhetők, és egyszerűen integrálhatók.
A szabványos interfészek – mint az M12 dugaszolható csatlakozók – használata kizárja a telepítési hibákat, ezért garantált az egyszerű és biztonságos telepítés. A moduláris struktúra miatt egyszerűbb a tervezés, a későbbi bővítés vagy módosítás.
Egy gyártósor felszerelése vagy átalakítása során a 24 V DC tápellátásnak a kezdetektől ott a helye. Az ideiglenes, hibaforrásnak tekinthető megoldásokra nincs többé szükség. Ez támogatja az üzembe helyezéssel megbízott személyzet munkáját is.
A Smart Factory Grid költségelőnyöket is kínál, mivel kevesebb tápellátásra és rövidebb kábelhosszokra van szükség. A kisebb vonali veszteségek miatt az üzemeltetése is fenntarthatóbb. A nagyobb kihasználtság azt is jelenti, hogy a tápellátások hatékonyabban működnek.

 

weidmuller3 jav

A csúcskategóriás PROtop tápegységgel ellátott betáplálódoboz felépítése

 

A biztonságos Smart Factory Grid

Közismert, hogy a tápellátások párhuzamos kapcsolása a gyakorlatban nem problémamentes – és ez mostanáig igaz is volt.
A Weidmüller az integrált O-ring MOSFET technológiáját alkalmazza a tápellátások közvetlen párhuzamos kapcsolására, külső diódamodulok nélkül. A Weidmüller fejlesztői kidolgozták a 24 V DC hálózat biztonsággal kapcsolatos követelményeit:

  • Ha egy tápellátás meghibásodik, akkor le kell kapcsolódnia a hálózatról, és a terhelést a másik tápellátásnak kell átvennie.

  • Minden tápellátásnak túlterhelhetőnek kell lennie, és nagy bekapcsolási áramlökés esetén egyik tápellátásnak sem szabad leállnia.

  • A terheléskiegyenlítéses párhuzamos üzemmódot kiegészítő egységek nélkül kell biztosítani.

  • Minden tápellátásnak elég gyorsan kell lekapcsolnia ahhoz, hogy rövidzárlat esetén termikusan ne terhelje túl a 24 V DC hálózatot.

  • A 24 V DC tápkábelnek megszakításmentesnek kell maradnia a csatlakozási pontokig, és további csatlakozás vagy leágazás nem lehet rajtuk. Ez biztosítja, hogy ki lehessen zárni a huzalszakadást vagy a megnövekedett érintkezési ellenállást, egyben a legkisebbre csökkenti a vezetékezési hibát.

  • A terhelésvédelemnek szelektívnek és beállíthatónak kell lennie, valamint hibadiagnosztikával kell ellátni.

  • Hiba esetén a terepen gyors és egyszerű cserélhetőség és paraméterezhetőség szükséges.

 

weidmuller4

A maxGUARD / topGUARD elektronikus terhelésfelügyelettel ellátott kimeneti dobozok kialakítása

 

A Weidmüller Smart Factory Grid

A Weidmüller kifejlesztette saját Smart Factory Grid megoldását, ami a decentralizált telepítéssel rövidebb vezetékhosszakat tesz lehetővé a terhelés és az energiaforrás között, egyidejűleg pedig modulárisan bővíthető. A redundáns, hibamentes tápellátás a hagyományos megoldásoknál jelentősen kevesebb tápegységet igényel, ráadásul az alkalmazott eszközök – úgy az alapkonfigurációkat felépítő komponensek, mint az esetleges későbbi bővítések – IP65-ös védettségi besorolással rendelkeznek.
Az eredményt bizonyos kulcsfontosságú szempontok alapján lehet összegezni:

  • Bármilyen (lineáris, fa, gyűrű, félgyűrű) struktúrájú egyesített 24 V DC hálózat.

  • Ötvezetékes 24 V DC hálózati kábel 2,5 mm² és 6 mm² között (2 × 24 V, 2 × GND és 1 × FE).

  • Tápforrások betáplálása a közös 24 V DC hálózatba, szabadon megválasztható pontokon.

  • A 24 V DC fogyasztók bekötése szabadon megválasztható kimeneti dobozokba, szelektív terhelésfelügyelettel.

  • Szabványos és konfekcionált tápvonalak a fogyasztók felé (például M12-es dugaszolható csatlakozók).

FieldPower® – a moduláris rendszerkészlet

A Weidmüller moduláris FieldPower® rendszere az összes szükséges komponenst biztosítja a Smart Factory Grid kialakításához. Így a felhasználó egy olyan moduláris rendszert kap, amely a legnagyobb kihívásokat támasztó ipari követelményeknek is megfelel. A termékválaszték magában foglalja az összes elektromechanikus és elektronikus összetevőt, beleértve a kötődobozt is. Ez a szabványosítás egyszerűbb telepítést, bővítést és karbantartást eredményez, egyúttal biztosítja a maximális üzembiztonságot és gazdasági hatékonyságot.

 

 

A Weidmüller Smart Factory Grid 24 V DC jellemzői

  • A megbízható és biztonságos üzemhez csak n + 1 tápegység szükséges.

  • A „lágy jelleggörbe” kiegyensúlyozza a tápegységeket abban az esetben, ha a terhelések vagy a kábelhosszok eltérőek.

  • A tápegységek hatalmas túlterheléstűrése azt jelenti, hogy képesek a teljesítménycsúcsok és a terhelésingadozások kezelésére is.

  • Az O-ring MOSFET vezérlő folyamatos üzemet biztosít egy tápegység kiesése esetén is.

  • A beállítható rövidzárlati lekapcsolás segít a kábel termikus túlterhelődésének megelőzésében rövidzárlat esetén.

  • A hűtőfedéllel ellátott, IP65 védettségű ház a vezérlőszekrényen kívül szerelhető fel.

  • A tápegységek indítási áramkorlátozása azt jelenti, hogy teljes terhelés alatt is bekapcsolhatók úgy, hogy az adott elem előtti 400/480 V-os védelmi eszközök nem kapcsolódnak be.

  • A tápegységek nagy energiahatékonysága csökkenti az üzemeltetési költségeket, és növeli a hasznos élettartamot.

  • A rendszer könnyen telepíthető és bővíthető.

  • Az IP65-ös kialakítású moduláris FieldPower® rendszer azonos interfészeket kínál a betápláló- és a kimeneti dobozokhoz is.

  • A kábelmegszakítás nélküli FieldPower® csatlakozórendszer az áramsín kábelének gyors, egyszerű és hibamentes csatlakoztatását teszi lehetővé.

  • Az M12-es dugaszolható tápfeszültség-kimeneti csatlakozók azt jelentik, hogy szabványos dugaszolható csatlakozókkal konfekcionált leágazó vonalakat lehet használni.

  • A Smart Factory Grid 24 V DC adatkommunikációs interfészek nélkül is működik.

  • A PROtop tápegységek frissíthető kommunikációs interfésze és a topGUARD terhelésfelügyeleti rendszer biztosítja az adatok átláthatóságát, az állapotfelügyeletet és a távvezérlés lehetőségét

 

A rendszer összetevői

FieldPower® házmodulok

A FieldPower® házmodulok szolgálnak a betápláló és kimeneti csatlakozódobozok alapjául, amelyek az IP65 védettségű kialakítás és a passzív hűtés következtében a vezérlőszekrényen kívül szerelhetők fel. A tápellátást az alumínium fedél, a kimeneti terhelésfelügyeletet a műanyag fedél mögé lehet szerelni, ennek köszönhetően a szervizmunkák során a csere gyorsan elvégezhető.

 

Betáplálódoboz csúcsminőségű PROtop tápellátással
A betáplálódobozra két megszakítás nélküli kábel csatlakoztatható a 400 V-os tápellátás, valamint a 24 V DC elosztása céljából.
A beépített tápegységet belsőbiztosítós dugaszolható csatlakozó védi. Egy IO-Link interfész biztosítja az átfogó és közvetlen kommunikációt a vezérlőrendszerrel. A modul központi eleme a PROtop tápegység max. 95,3%-os hatásfokkal és az 1 000 000 óránál nagyobb MTBF értékkel. A beépített O-ring MOSFET vezérlők közvetlen párhuzamos csatlakoztatást tesznek lehetővé, diódamodulok nélkül, vala mint egy tápegység kiesése esetén is biztosítják a folyamatos működést. Hiba esetén a kimenet egyszerűen nagy impedanciásra vált. Azért, hogy ez ne következhessen be, a PROtop eszközök áramtartaléka rendkívül nagy (statikus: folyamatos 130% max. 40 °C-ig; dinamikus: 150% 5 s-ig, 600% 20 ms-ig). Ez azt jelenti, hogy az aszimmetrikus terhelésingadozásokat is képesek kezelni. A „lágy jelleggörbe” kiegyensúlyozza a tápegységeket eltérő terhelések vagy kábelhosszok esetén. Az indítóáram korlátozása a teljes terheléssel végzett kapcsolási műveletek esetén meggátolja az adott elem előtti 400/480 V-os védelmi eszköz triggerelését. A „lekapcsolás” üzemmódban a tápellátás rövidzárlat esetén megszűnik, ezáltal korlátozódik a vezeték-keresztmetszettel arányos teljesítmény.
A termékválasztékot egy bővíthető kommunikációs interfész teszi teljessé, amely biztosítja az adatok átláthatóságát, az állapotfelügyeletet és a távoli vezérlést.

 

weidmuller5

400 V tápellátás megbízható FieldPower® technológiával

 

maxGUARD / topGUARD kimeneti dobozok elektronikus terhelésfelügyelettel

A terhelésfelügyeleti dobozok ugyanolyan kialakításúak, mint a betáplálódobozok. A 24 V DC tápellátást szintén megszakítás nélküli kábelek biztosítják. A fogyasztók felé dugaszolható csatlakozókkal lehet elosztani a tápellátást. A rendszer az M12-es dugaszolható csatlakozóknak köszönhetően teljes mértékben rugalmas. Többek között A-, T- és L-kódolású csatlakozók használhatók. A dugaszolható csatlakozók és a csatlakoztatott kábelek szabványnak megfelelő védelme érdekében a terhelésfelügyeleti dobozok maxGUARD vagy topGUARD rendszert tartalmaznak.
A maxGUARD rendszer egy elektronikus, moduláris kialakítású terhelésfelügyeleti rendszer, amely egy tápmodulból, valamint több, egymás mellett elhelyezett kimeneti modulból áll. A kimeneti modulok biztosítója fix, vagy szabadon beállítható értékű lehet, modulonként max. 12 A-ig. Különösen említést érdemelnek a NEC-konform elosztásra alkalmas 4 A Class 2 modulok, mert ezek beépítése azt jelenti, hogy a kimeneti doboz utáni egységek számára nem szükséges az UL-megfelelőség. Túlterhelés vagy rövidzárlat esetén a maxGUARD lekapcsolja az érintett csatornát. Ezzel egyidejűleg riasztási jelet küld a vezérlőrendszerbe. A hiba kijavítása után az állomást egy reset-érintkezővel lehet visszakapcsolni. Ezt a vezérlőrendszerben is el lehet végezni. Közvetlenül a dobozon nincs szükség kapcsolási műveletekre.


A topGUARD rendszer a maxGUARD rendszer kibővítése.

Az egyszerű riasztási és reset-érintkezők helyett a topGUARD rendszerben egy IO-Link interfész van, ami jelentősen kiterjeszti a kommunikációs lehetőségeket. Az interfész lehetővé teszi minden egyes modul feszültségének és áramfelvételének felügyeletét, az egyes csatornák be- és kikapcsolását, valamint a rendszer resetelését hiba esetén. A modulokat közvetlenül a vezérlőrendszerben is lehet paraméterezni.

 

FieldPower® tápellátás

Egy másik fontos szempont a csatlakozórendszer. Megszakításmentes kábelek esetén a leágazások kritikus jelentőségűek. Ezek leválasztása és visszacsatlakoztatása potenciális hibaforrást jelent, ami például nem kívánt keresztmetszet-csökkenést, vagy nagy impedanciájú átmeneteket okozhat. A FieldPower® csatlakozástechnikának köszönhetően a kábeleket nem kell elvágni, hanem ehelyett a csatlakozást biztonságosan az IDC technológia használatával oldjuk meg. A csatlakozások „5 pólus, 3-fázisú áram” és „5 pólus, DC áram, 2 × 24 V, 2 × GND és 1 × FE” változatban kaphatók. A FieldPower® alkalmazásával 2,5 mm² és 6 mm² közötti kábelkeresztmetszetek használhatók.

 

Weidmüller – energia, jelek és adatok villamos összeköttetése, átvitele és átalakítása ipari környezetben. – Let’s connect.

 

Weidmüller Kft.
1097 Budapest, Gubacsi út 6.
Tel.: +36 1 382-7700
E-mail: info@weidmueller.hu
www.weidmueller.hu