Jste zde

Decentralizované monitorované napájecí zdroje IFM DN42

Antonín Vojáček, 2. Leden 2023 - 8:30

Decentralizované umístění komponent mimo rozvaděče moderních ecosystémů vyvolává i potřebu decentralizovaného napájení. K tomu slouží plné zapouzdřené napájecí zdroje s IP 65/IP67 pro montáž přímo na místě aplikace i v terénu bez dodatečných skříní.

V posledních letech došlo k masivnímu nárůstu počtu vstupně/výstupních modulů, senzorových komponent a rozhraní člověk-stroj (HMI), které lze namontovat na místě, takže stále větší části celkové řídicí architektury lze namontovat přímo na stroj. Problémem je však vždy napájení, protože to doposud obvykle muselo pocházet z centrální dost vzdálené ovládací skříně. To zase může vést k problémům při distribuci nízkého napájecího napětí 24 voltů na velké vzdálenosti, protože aplikace často vyžadují i zvláště vysoké el. proudy pro požadovaný napájecí výkon. Ty však na jedné straně vyžadují velké průřezy kabelů a na druhé straně to má za následek vysoké ztráty.

Decentralizované napájení s monitorováním

Díky AC/DC průmyslovým napájecím zdrojům IFM řady DN42xx (110 - 480 V AC / 24 V DC) s certifikací IP65/IP67, které lze montovat prakticky kdekoliv přímo u aplikace, je nyní možné snadno decentralizovat celé elektrické napájení. Velké vzdálenosti pro napájení snímačům či malých akčních prvků lze tak překlenout vyšším napětím než 24 V DC, což vyžaduje nižší el. proudy při stejném el. výkonu, tedy to minimalizuje přenosové ztráty. Současně s tím podpora IO-Link datové komunikace umožňuje monitorování, konfiguraci a diagnostiku vzdálených zdrojů z jednoho centrálního místa. To znamená, že poruchy, které je třeba odstranit, mohou být odstraněny rychle a z centrálního místa. Tím se prodlužuje doba výroby a zvyšuje se celková účinnost zařízení.

Příklad indikace standardního stavu napájení a následně přetížení, např. vlivem poruchy některého napájeného zařízení.

Základní vlastnosti napájecích zdrojů ifm řady DN42.

Přehled výhod decentralizovaných zdrojů DN42xx

Kromě výhod robustních krytů IP65/IP67 pro instalaci bez skříně nabízejí inteligentní napájecí zdroje IFM DN42xx i další přidružené funkce. Napájení jedním kabelem například umožňuje nízkoztrátový, samostatně jištěný rozvod energie pro senzory (Us) i akční členy (Ua), nebo jednoduše rozdělení dvou napájení pomocí T-rozdělovačů. Dvanáctisegmentový LED sloupcový graf také lokálně zobrazuje proudovou spotřebu celého systému i proudovou spotřebu jednotlivých kanálů jako procento nakonfigurované pojistkové ochrany pro každý jednotlivý výstupní obvod. Dále lze pro každý z výstupních obvodů nastavit integrovanou výstupní pojistku v reálném čase s předpoplachem a diagnostikou použití. Integrované pojistky lze nezávisle konfigurovat mezi 1 až 12 A na kanál, čímž chrání systém před přetížením a zkraty. Nakonec lze do konfigurace systému zohlednit odpor kabelu, aby bylo zajištěno, že na požadované místo dorazí dostatečné napětí.

Příklad decentralizovaného napájení řídících modulů, například u dlouhých dopravníkových linek.

Přímé místní ovládání zdroje lze provádět pomocí tlačítek a oddělené 24 VDC napájecí výstupy jsou vyvedeny na kruhové konektory.

Provozní výstupní napětí systému lze nastavit v konfiguračním menu mezi 24 až 28 V DC ze vstupního jednofázového napájecího napětí 110 - 250 V AC nebo třífázového napětí 380 - 480 V AC. IFM konkrétně doporučuje vypočítat pokles napětí pro instalovaný systém.

Aktuální přehled typů zdrojů ifm řady DN42.

Přidaná hodnota vestavěné IO-Link komunikace a vzdálené konfigurace a správy decentralizovaného zdroje:

Nastavení hodnoty výstupního napětí každého kanálu zdroje.
Přenos aktuálního hodnoty vstupního napětí zdroje a výstupního napětí každého kanálu.
Přenos aktuálního hodnotu proudu na každém kanále.
Nastavení hodnot limitů vybavovacích proudů.
Přenos informace příčiny vypnutí kanálu.
Resetování spuštěného kanálu.
Přenos informace o vnitřní teplotě.
Počítadlo provozních hodin.

Pomocí IO-Link komunikačního rozhraní lze provádět vzdálené monitorování stavu zdroje, jeho napájecích výstupů i provádět konfiguraci jeho parametrů (například nastavení omezení / jištění každého jednotlivého výstupu).

Příklady aplikací pro decentralizované chytré zdroje

Typickými příklady oblastí použití pro své decentralizované napájecí jednotky jsou například v robotice. Zejména robotický průmysl totiž spoléhá na nezávislé řídicí systémy na místě, které buď vůbec nepotřebují vlastní rozvaděč, nebo většinou nenabízí moc místa. Spolehlivé, průmyslové napájení pomocí decentralizovaných napájecích jednotek zajišťuje maximální účinnost robotických článků a zlepšuje hmotnost a vyvážení celého řídicího systému. Flexibilita v konfiguraci elektronických pojistek a zátěží také umožňuje standardizaci zařízení, čímž se snižují celkové náklady na vlastnictví.

V oblasti intralogistiky nebo logistiky vůbec, tj. u sledovacího systému produktů, se pak vyspělé vyznačují jeho snadnou konfigurací a nastavením. Díky eliminaci ovládacích skříní lze sledovací systémy instalovat kdekoli v závodě bez nutnosti složité integrace. Ať už se jedná o montáž jedné UHF čtečky za účelem kontroly přístupu do zakázaných oblastí na vysokozdvižných vozících, řešení nakládacích doků pro kontrolu perimetru a sledování vratných položek nebo venkovní sledování v zemědělství nebo těžbě, v každém z těchto případů je rychlá a snadná instalace výhodou a vzdálená diagnostika či ovládání je dokonce nutností.

Dále se stále častěji se i na jednoduchých strojích dovybavují snímače vibrací a teploty pro včasnou detekci vad a opotřebení. Tyto snímače a komponenty potřebné k přenosu dat obvykle nepotřebují vlastní ovládací skříň, ale samozřejmě potřebují nějaké napájecí napětí. Decentralizované modulové napájecí zdroje jsou opět dobře flexibilní pro montáž přímo u potřebného místa měření.

Další oblastí jsou různé montážní buňky, které se používají především pro nákladově efektivní automatizaci rutinních činností. Jejich optimalizace z hlediska velikosti a výkonu stále více vede k eliminaci rozvaděčů, což na jedné straně šetří zdroje a zároveň znatelně zvyšuje produktivitu po celou dobu životnosti článku. K tomuto zlepšení nyní přispívají i nové decentralizované napájecí zdroje IFM DN42xx. Jejich integrované elektronické pojistky umožňují zpětnou vazbu zátěže v reálném čase a rychlou diagnostiku poruch. Dva samostatné výstupní obvody v jediném kabelu umožňují de facto nezávislý provoz a také oddělení snímače (Us) a akčního členu (Ua) pomocí jediného kabelového svazku.