Gépek hatékonyságának fokozása transzparens energiaadat-kezeléssel

Csak univerzális és rendszerbe integrált áram-, illetve energiafelügyeleti megoldásokkal biztosíthatók teljes mértékben transzparens adatok, az energiatermeléstől az energiamonitorozó rendszerekig terjedően minden területen. Ezen megoldások révén ugyanakkor növelhető a gyártógépek hatásfoka, és optimalizálható a folyamatok sorrendje. A Beckhoff PC-alapú vezérléstechnikája a tápellátó, biztosító és felügyeleti berendezések, rendszerelemek összehangolásával segíti elő ezeknek a céloknak a megvalósítását.

Transzparens energiafelügyelet alkalmazásával csökkenthető mind a gépek állásideje, mind a megfelelő alkatrészek túlméretezésének mértéke – a gyártóüzemek megfelelő rendelkezésre állásának biztosítása érdekében. Ezenfelül egyszerűsíthetők a megelőző karbantartási folyamatok, végső soron pedig számottevően fokozható a termelés hatékonysága. Ehhez igazodva a Beckhoff PC-alapú vezérléstechnikájának sokrétű választékával minden alkalmazási területhez kialakítható optimális megoldás. A termékkínálat különféle áramváltókra, váltakozó és egyenáramú táphálózatok rendszerbe épített felügyeletét lehetővé tevő energetikai EtherCAT-terminálokra, a három új PS-sorozatú termékcsaládba tartozó 24/48 V-os tápegységekre, valamint az EL922x-sorozatú elektronikus túláram-védelmi terminálokra terjed ki.

A koordinált tápellátási, biztosító és felügyeleti funkciók segítségével megkönnyítve a transzparens adatok előállítását egyszerűbbé tehető a gyártóterek energiafelügyelete

Munkaterhelés és költségek csökkentése univerzális rendszerrel

Egyetlen gép vagy üzem sem működtethető megbízható tápellátás és megfelelő biztosítórendszer nélkül. Ha mindez az energiaadatok magas szintű rögzítésével párosul, akkor már a gépek tervezése során szembeötlő előnyöket tapasztalhatunk: a betáplálási pontokhoz beiktatott járulékos energetikai mérések révén képet kaphatunk a teljesítményfelvételi viszonyokról, beleértve mindenféle veszteséget is. Az új, kiváló minőségű, PS-sorozatú tápegységek alkalmazása esetén kritikus szerepet játszik a PC-alapú vezérlés rendszerszintű megközelítése, mert a lehetőségekben rejlő előnyök általánosságban csak akkor aknázhatók ki, ha az összes rendszerelem optimálisan illeszkedik egymáshoz. Különösen például az EL922x-sorozatú, közvetlenül az EtherCAT be/kimeneti rendszerbe integrált túláramvédelmi terminálokra igaz mindez, amelyek nem csupán az egyes tápágak védelmét biztosítják, hanem folyamatosan mérik is azokat.

A költségek mérséklése és a rendszerszintű rendelkezésre állás növelése 24 V-os tápfeszültség megbízható előállításával és biztosítóval való védelme által, valamint energiafelügyeleti mechanizmus 24 V-os egyenfeszültségű és 230 V-os váltakozó feszültségű oldalra történő beiktatásával biztosítható

Amennyiben például a gépgyártóknak sikerül megelőzniük a terhelési maximumokat ezzel a holisztikus szemlélettel, akkor a gyártóüzem egyéb kapcsolódó terheléseit is mérsékelhetik, sőt, a végfelhasználó telepítési költségeit is, mivel elegendő vékonyabb tápkábeleket alkalmazni. Ezenfelül univerzális, a rendszer szerves részét alkotó méréstechnikával az üzem tényleges és tervezett állapotának összehasonlítására szolgáló előfeltételek is megteremthetők, közvetlenül a gép vezérlőjén belül. Ezáltal a kialakulóban lévő hibafolyamatok kellő időben észlelhetők, és könnyebben felfedhetők a folyamatoptimalizálási lehetőségek.
Egészen mostanáig a folyamatos adatgyűjtés megvalósítása a legtöbb esetben komoly befektetéssel járt, sokszor külső érzékelők költséges rendszerbe integrálását vonva maga után, időnként célorientált elemek beépítésével. A Beckhoff energetikai mérőtermináljai, áramváltói, túláramvédelmi termináljai és tápegységei általános termékkínálatba tartozó egységként, ennek megfelelően pedig kedvezőbb anyagi ráfordítások és egyszerűbb logisztikai feltételek mellett nyújtják ezeket a képességeket – például segítségükkel lecsökkenthető a speciális alkatrészek tárolására elkülönített terület nagysága, a már meglévő gépek és üzemek utólagos átalakítása esetén is.

Az 1 A és 5000 A közötti terhelésekre tervezett, SCT-sorozatú áramváltók gyűrűs (bal oldali két eszköz) és nyitható (jobb oldali két eszköz) vasmagos kivitelben is elérhetők

Az energiafelügyeleti célokra szolgáló, EL34x3-sorozatú EtherCAT-terminálokkal számos különféle energetikai, folyamatirányítási, hálózatfelügyeleti és karbantartási művelet optimalizálható, képességeiket rugalmasan az igényekhez szabva

A teljes méréstechnikai láncra kiterjedő transzparens adatok

Az automatizálás élvonalát képviselő Beckhoff tápellátáshoz kapcsolódó egységei transzparens és teljes rendszert alkotó elrendezéssé kombinálhatók össze. Ilyen elrendezés segítségével átfogó kép alkotható egy gép energetikai és betáplálási viszonyairól, mind a váltakozó, mind az egyenáramú táphálózati oldalon. A teljes méréstechnikai lánc legelső eleme a fő betáplálási ponton elhelyezkedő, SCT-sorozatú áramváltó. A PS-jelű tápegységcsalád berendezései a hozzájuk kapcsolódó automatizálási egységek számára biztonságos 24 V-os tápfeszültséget szolgáltatnak, a túláramvédelmi terminálok pedig a mögöttes hálózat védelmén felül az áramfelvétel folyamatos monitorozására is képesek.
SCT-sorozatú áramváltóival a Beckhoff teljessé tette a fizikai mérésektől a felhőbe történő adatátvitelig terjedően minden területen átívelő energetikai mérőláncát. Áramváltóinak választéka az összes ipari szempontból lényeges szakterületet lefedi, az 1 A és 5000 A közötti alkalmazásoktól kezdve, a gyűrűs és nyitható transzformátorokon keresztül egészen a háromfázisú transzformátor-elrendezésekig. Kétféle, eltérő irányelvek mentén felépített termékcsoportba tartozó eszközt kínál, amelyek közös jellemzője, hogy sokrétű kialakításuknak és műszaki jellemzőiknek köszönhetően tág határok között variálhatók, ezért számos különféle területen használhatók fel. Az SCT-sorozatú áramváltók rendkívül sokfélék, többek között épületekbe telepített rendszereket is kiszolgáló háromfázisú transzformátoregységek és szabályozástechnikában használt általános ipari transzformátorok mellett különösen szigorú pontossági követelményeket kielégítő mérőpados változatok is megtalálhatók közöttük. Egy adott célra megfelelő transzformátort az alkalmazási terület figyelembevételével lehet kiválasztani. Gyűrűs áramváltókkal különösen az újonnan telepített rendszerekben lehet költséghatékony, nagypontosságú adatgyűjtést megvalósítani. A nyitható maggal rendelkező áramváltókat ezzel szemben utólagos beépítéseknél célszerű használni, egyszerű telepíthetőségük miatt.
Az energiagazdálkodás terén számos különféle követelményt kell kielégíteni, a gépek környezetében és az energiaiparban egyaránt, a villamos hálózatok általános ellenőrző megfigyelésétől és folyamatvezérlésétől kezdve egészen a kifinomult energetikai felügyeletig. Négy új EtherCAT be/kimeneti egységgel kiegészítve rendkívül sokféle EtherCAT-terminál használható ezekre a célokra, amelyek ára és képességei, jellemzői is igen széles határok között változhatnak. A már bevált, EL37x3 sorozatú, hálózatfelügyeleti célokra szolgáló, túlmintavételezéses terminálok (a hozzájuk tartozó, TF3650-jelű TwinCAT energetikai szoftverkönyvtárral együtt) és az energiagazdálkodási műveleteket támogató, EL34x3 sorozatú EtherCAT-terminálok átfogó termékszegmenst képeznek, amellyel tág határok között optimálisan kielégíthető számos különféle alkalmazási terület igénye.

Az elosztott energetikai mérőrendszerekben tetszőleges számú árammérési pontot lehet digitálisan összerendelni egyetlen feszültségmérő ponttal, ebből adódóan a minimális létesítési költségek ellenére is precíz energetikaeredmények rögzíthetők minden egyes mérőpontra vonatkozóan

Költségek minimalizálása elosztott teljesítményméréssel

Új, elosztott teljesítménymérési elvet alkalmazva különösen hatékonyan és kedvező költségek mellett gyűjthetők be pontos energetikai adatok, még összetett rendszerekben is. Ennek központi eleme a hat árammérő bemenettel rendelkező, EL3446 típusú bemeneti terminál, amely 1 A-ig képes egyen- és váltakozó áramerősséget mérni. Segítségével pontos teljesítményértékek határozhatók meg, még abban az esetben is, ha a feszültség- és árammérés elkülönítetten történik. E tekintetben döntő jelentőségű, hogy az EL3446 mint tisztán áramtranszformátor segítségével megmérhető egy villamos táphálózat összes energetikai jellemzője, beleértve a teljesítményviszonyokat is. A teljesítményértékek kiszámításához szükséges feszültségadatokat egy EL3443 típusú, háromfázisú energetikai terminál – amelyből elegendő rendszerenként egyet telepíteni – szolgáltatja, az EtherCAT-hálózat elosztott órajeléhez pontosan szinkronizálva. A felvett hatásos teljesítményt és energiafogyasztást az EL3446 típusú terminál számítja ki mind a hat csatlakoztatható fázisra vonatkozóan. Minden áram és feszültség hatásos értéke, továbbá a hatásos, látszólagos és meddő teljesítményértékek, valamint a frekvencia- és fázistolásértékek, illetve a felharmonikusszintek ily módon rendelkezésre állnak, lehetővé téve a villamos hálózatok átfogó elemzését, akár az energiagazdálkodásban elvárt mélységig terjedően.
Az előbbiekben leírt, elosztott energetikai mérési elv segítségével – amelynek kivitelezéséhez elegendő egyetlen EL3443 típusú terminál, valamint szükség szerinti mennyiségű EL3446 típusú terminál – minimalizálható a kiépítéshez szükséges eszközök és a telepítés költsége, továbbá feszültségelvezető hálózatot sem kell létesíteni. Emellett a csatornánkénti teljesítménymérés költsége közelítőleg 50%-kal mérsékelhető anélkül, hogy a mérési pontok számának növelésével csökkenteni kellene a mintavételi frekvenciát. További előny, hogy csak az EL3443 típusú terminált kell levédeni biztosítókkal a betáplálási pontokon, a hagyományos erősáramú mérésekben használt egyéb biztosítók elhagyhatók. 

A 24/48 V-os tápegységekből álló, új PS-sorozatú berendezésekkel számos különféle alkalmazási terület szolgálható ki, többek között a szigorú elvárásokat támasztó mozgásvezérlő rendszerek is

Optimalizált, hővezetéses hűtéssel rendelkező tápegységek

Az új, PS1000-, PS2000- és PS3000-sorozatú tápegységek képezik a gyártóüzemen belüli hatékony, biztonságos tápellátás alapját. Gyakorlatilag minden területen használhatók, mind 24 V-os, mind 48 V-os feszültségű rendszerek meghajtására, egészen a visszaható indukált feszültséggel kapcsolatosan komoly elvárásokat támasztó mozgásvezérlési alkalmazásokig. Rendkívül jó hővezetés, minimális teljesítményveszteség és akár 96,3%-os, magas hatásfok jellemzi ezeket az eszközöket, optimális élettartamot és kiváló megbízhatóságot kölcsönözve nekik. Impulzusüzemben 150%-ig terhelhetők túl, ennek köszönhetően rövid ideig 1,44 kW-os teljesítményt is képesek szolgáltatni. Helytakarékos felépítésüknek, valamint a tranziens jelekkel és túlfeszültségekkel szembeni védettségüknek köszönhetően még kedvezőtlen ipari környezetben is gazdaságosan üzemeltethetők. Mindezeken felül ezek a tápegységek precíz lekapcsolási mechanizmussal megszakítókat is képesek gyorsan kioldani, elkerülve a hosszabb állásidőket.
A tápegységeket kifejezetten úgy tervezték, hogy hővezető képességük jó legyen, a hőmérsékletre érzékeny és öregedésre hajlamos alkatrészeiket pedig az alsó részükre helyezték el, a lehető legközelebb a beáramló hideg levegőhöz. A mindenre kiterjedő hőmérsékletileg optimalizált felépítésnek köszönhetően az összes felhasznált alkatrész mérsékelt hőterhelést kap, hosszabb élettartamot eredményezve.
A kisebb igénybevételnek kitett alkatrészek emellett tovább őrzik meg jellemzőiket, a külső hőmérsékleti viszonyok hatása pedig minimális. A leírtak összességében kedvező hatással vannak a megbízhatóságra.

Az EtherCAT be/kimeneti rendszerbe közvetlenül beépített elektronikus túláramvédelemi funkciók a mindössze 12 mm széles, EL922x-sorozatú terminálokban is megtalálhatók

Analóg felügyeleti terminálok biztosító funkciókkal

EL922x-sorozatú EtherCAT-termináljaiban a Beckhoff sokrétű energiafelügyeleti funkciókat egyesít 24 V-os gyártóüzemi egységek elektronikus túláramvédelmi mechanizmusaival, rendkívül kisméretű kivitelben. Ezekkel az analóg felügyeleti terminálokkal rögzíthetők a folyamatos energetikai ellenőrzéshez szükséges feszültség- és áramértékek, amelyek segítségével – többek között – részletesen elemezhető az eszközök teljesítményfelvétele, tápfeszültségének minősége és a tápfeszültség-határértékek tartása. Ezenfelül állapotinformációk (be/kikapcsolt vagy eseményvezérelt állapot), különféle események (túlterhelés, rövidzár) és előzetes figyelmeztetések is megjeleníttethetők velük.
Közvetlenül az EtherCAT be/kimeneti rendszerbe integrált túláramvédelem révén költségek takaríthatók meg, és más biztosítómechanizmusokhoz képest csökkenthető a vezérlőszekrényben elfoglalt hely is, mert nincs szükség hagyományos, különálló rugalmatlan rendszert alkotó elektronikai egységekre. Az EL9227-típusú EtherCAT-terminál transzparens rendszerfelügyeletet lehetővé tevő, számos különféle beállítással és folyamatadat-feldolgozási funkcióval rendelkezik, ezáltal a legkülönfélébb felhasználói igények is kielégíthetők vele. Összesen 19-féle egy- és kétcsatornás túláramvédelmi terminált kínál a Beckhoff, egészen 10 A-es terhelésekig terjedően.
A rendszerbe integrált túláramvédelemnek számos gyakorlati előnye van: egyrészt, kevesebb vezetékezést igényel, mert a szomszédos be/kimeneti terminálok a becsatlakoztatásukkor automatikusan megkapják a táplálást; másrészt, a vezérlőszekrény gazdaságosabban alakítható ki az eszközök hely- és költségmegtakarítási lehetőségei révén, megspórolva az egyébként nélkülözhetetlen, járulékos csatolóegységet és további be/kimeneti vagy tápellátó modulokat. Végül pedig kiemelendő, hogy az EtherCAT-rendszer számos folyamatadatot szolgáltat, például terheléssel, terhelőárammal, be/kimeneti feszültséggel, feszültségeséssel/túlfeszültséggel vagy fordított polaritással kapcsolatos információkat.

BECKHOFF Automation Kft.
1097 Budapest, Gubacsi út 6.
Tel.: + 36 1 501 99 40
E-mail: Ez az e-mail-cím a szpemrobotok elleni védelem alatt áll. Megtekintéséhez engedélyeznie kell a JavaScript használatát.
www.beckhoff.hu

még több Beckhoff