Murrelektronik: Pe teren cu voi. Descentralizarea surselor de alimentare în comutație ca tendință și oportunitate în domeniul automatizării

Tot mai mulți operatori de instalații se bazează pe surse de alimentare descentralizate – în fond, acestea oferă avantaje evidente, precum o instalare mai rapidă, diagnoză amplă în baza IO-Link și spațiu semnificativ mai puțin ocupat în panoul de comandă, cu un necesar de răcire mai mic. Performanțe mai mari, miniaturizare și nevoia de răcire – un conflict clasic până acum în domeniul electrotehnicii, care în prezent este rezolvat, datorită soluțiilor inteligente.

În trecut, panourile de comandă aveau un rol decisiv în aplicațiile industriale. Multe componente și funcții și-au găsit locul în ele. Ceea ce, între timp, nu mai reprezintă cea mai bună soluție. Fiindcă dorința producătorilor de utilaje și a societăților producătoare pentru mai multă flexibilitate și eficiență a devenit tot mai mare în ultimul deceniu. Imediat a devenit clar faptul că există un potențial de optimizare enorm în ceea ce privește modularizarea și descentralizarea. Prin subdivizarea utilajelor și a sistemelor în unități funcționale mai mici și modulare, multe componente din panoul de comandă se mută mai aproape de proces – în centrul acestuia, în loc să fie doar alături. Unități descentralizate înseamnă, de asemenea, că acestea pot fi montate, testate și operate individual, ca subsisteme modulare. Acest lucru simplifică multe procese, ca de exemplu punerea în funcțiune și întreținerea.

Acest concept permite și extinderi viitoare, adaptări, eventuale mutări sau actualizări, fără să fie necesară modificarea întregului concept al unei aplicații, ceea ce implică mulți bani și eforturi mari. Toate acestea se aplică, în principiu, pentru toate componentele. Implicit și pentru sursele de alimentare în comutație. Dacă în trecut ele se regăseau aproape exclusiv în panoul de comandă, acum alimentarea cu tensiune se poate muta de la sistemul de comandă în câmpul utilajului. Ceea ce se impune, de fapt, în ceea ce privește pierderile pe linie, deoarece cu cât mai aproape este alimentarea cu energie electrică față de Point-of-Load, adică față de consumator, cu atât mai mici sunt pierderile.

Între timp, în cazul sistemelor IO s-a implementat tipul de protecție IP67 (rezistent la apă și la praf). Prin urmare, este necesar ca avantajele asociate să fie transferate și în domeniul alimentării industriale cu energie electrică și, în cel mai bun caz, să fie completate cu câteva funcții specifice. Astfel, transformarea tensiunii de rețea în curent continuu trebuie să se realizeze doar direct lângă consumator, pentru a minimiza pierderile de energie. Conectorii, care nu pot fi schimbați între ei, reduc timpul de instalare cu până la 70% comparativ cu sursele de alimentare convenționale. Un standard de comunicare integrat IO-Link permite posibilități ample de diagnoză. Nu în ultimul rând, designul compact al surselor de alimentare în comutație IP67 economisește până la 93% din spațiu (volum). În comparație cu soluția IP20, dacă sursa de alimentare în comutație IP67 conține și o protecție împotriva scurtcircuitelor și a suprasarcinii, nu este necesară o carcasă suplimentară și sunt eliminate cheltuielile cu materialele de montaj și costurile suplimentare. Încă un detaliu despre costuri: În comparație cu un panou cu borne cu sursă de alimentare în comutație și control electric al circuitului de sarcină, costurile cu o sursă de alimentare în comutație IP67 cu control integrat al circuitului de sarcină sunt cu circa 30% mai mici.

Cald și bine în panoul de comandă
Toată lumea știe că piesele de rețea pot face febră, la propriu. Fiindcă pierderile din timpul funcționării trebuie să fie disipate sub formă de căldură. Însă, acest lucru nu este tocmai bun, deoarece temperaturile crescute din panourile de comandă generează totodată deteriorarea performanței și determină îmbătrânirea prematură a componentelor. Din acest motiv, în vederea proiectării panourilor de comandă este necesar un concept pentru disiparea căldurii. Acest lucru nu mai reprezintă o problemă în cazul soluției descentralizate de alimentare cu curent electric. Datorită lipsei carcasei, problema principală a căldurii acumulate nu există și, de regulă, nu este necesară reducerea puterii. Căldura este disipată mai ușor, fiindcă sursa de alimentare în comutație se află în exteriorul unei carcase. În același timp, pentru sursa de alimentare în comutație, blocuri de alimentare, precum și alte componente suplimentare ale panoului de comandă, se poate folosi un panou de comandă mai mic și mai economic. Un alt efect secundar pozitiv este dat de necesarul de răcire mai mic, precum și de durata de viață mai lungă și costurile operaționale în scădere (de exemplu cheltuieli cu energia electrică pentru aparate de climatizare). În special vara, când temperaturile ridicate din zonele neclimatizate pot duce la opriri forțate ale surselor de alimentare, sursele de alimentare descentralizate oferă disponibilitatea maximă într-un interval mare de temperaturi.

Sursa de alimentare în comutație către utilizator: Eu sunt bine
Interfețele IO-Link încorporate permit o comunicare extinsă și transparentă în sursa de alimentare, pentru conectarea cu unitatea de comandă. Un caz tipic de hibridizare. Astfel, ca dispozitiv IO-Link, sursa de alimentare poate comunica cu un IO-Link-Master superior în scopuri de diagnoză și mentenanță, în vederea parametrizării, precum și pentru dezactivarea și reactivarea canalelor. Aceasta dispune de funcții pentru întreținere preventivă și oferă date precise despre starea aparatului prin informații de diagnoză. De exemplu, dacă durata de viață maximă preconizată urmează să fie atinsă, aparatul va trimite un mesaj și poate fi înlocuit în cadrul următorului ciclu de întreținere. Acest lucru previne perioade de inactivitate neplanificate și costisitoare.

Informații suplimentare, precum procesele de conectare, declanșarea siguranței interne sau valori electrice curente se pot transmite, în timp real, prin intermediul interfeței IO-Link și se pot evalua cu ajutorul programelor software adecvate. Acest lucru face ca sursele de alimentare cu standard de comunicare IO-Link să reprezinte un element important pentru industria 4.0.

Eu văd ceva, ceea ce tu nu vezi
Dar este evident: Ceea ce este ascuns în dulap, nu pot vedea. Ceea ce este afară, în teren, observ uneori la prima vedere. Atunci, de ce să nu instalăm LED-uri ușor vizibile, care să informeze utilizatorul cu privire la stare și alte mesajele de diagnoză, direct pe aparat? În principiu, LED-urile sunt utile pentru a identifica imediat stadiul de funcționare al unei surse de alimentare. Însă, este mai practică observarea monitorizării integrate a circuitului de sarcină de 24 VDC pe două canale. Astfel, se pot monitoriza electronic senzorii, actuatorii și modulele fieldbus. Acest lucru crește disponibilitatea utilajului, deoarece, în cazul unei defecțiuni, căile de curent se deconectează cu precizie pe canal. Stadiul fiecărui canal poate fi identificat direct, la fața locului, pe baza LED-urilor de stare și se poate reacționa în consecință. Granularitatea canalelor scurtează suplimentar timpii de inactivitate. Dacă se întrerupe alimentarea actuatorilor, de exemplu din cauza unui scurtcircuit, unei suprasarcini sau a unui cablu rupt, un modul fieldbus conectat poate fi alimentat în continuare pe alt canal, de exemplu prin alimentarea cu senzor și modul. Erorile și informațiile de diagnoză sunt apoi transmise prin intermediul IO-Link sau contactul digital de alarmă. Astfel, o operațiune de service se poate planifica imediat. În acest fel se elimină deplasările multiple pentru remedierea diferitelor defecțiuni, în favoarea unor intervale individuale de service preventiv. Prin urmare, se reduc perioadele costisitoare de inactivitate, iar randamentul investiției unei instalații crește.

Sursele de alimentare din familia Emparro67 de la Murrelektronik sunt predestinate alimentării descentralizate cu energie electrică, pentru care oferă multe avantaje importante: Sursele de alimentare în comutație IP67 nu necesită un panou cu borne, pot fi instalate cu ușurință în teren, direct lângă consumatori și astfel, economisesc spațiu, energie și costuri de montaj. Opțiunea de utilizare a cablurilor cu secțiune mai mică scade semnificativ costurile cu materiale. Instalațiile Plug-and-Play ușurează cablarea și aproape exclud erorile de cablare. Sursele de alimentare în comutație IP67 oferă un avantaj suplimentar în ceea ce privește diagnoza și mentenanță; în același timp, conceptul descentralizat de alimentare cu energie electrică ușurează o extindere care ar putea fi necesară ulterior. Nu în cele din urmă, comunicarea IO-Link oferă utilizatorului o imagine cuprinzătoare asupra stării utilajului sau a instalației, în timp ce monitorizarea integrată a circuitului de sarcină asigură disponibilitatea maximă a utilajului și selectivitatea.

Logistică: Garantarea bunei funcționări a proceselor de livrare
Logisticianul trebuie să cunoască în orice moment stadiul instalației sale și locul mărfurilor. Multe aparate trebuie să asigure acest lucru: De la senzor, la sistemul de control cu cameră video și până la sisteme de acționare, un centru logistic este un aparat foarte complex. Pentru toate acestea este necesară o alimentare absolut fiabilă cu curent. În astfel de domenii de utilizare solicitante, Emparro67 Hybrid nu asigură doar alimentarea, ci raportează totodată stadiile de funcționare importante pentru mentenanță. Comunicarea bidirecțională permite planificarea intervalelor de service și facilitează utilizarea corectă încă dinaintea și din timpul punerii în funcțiune.

Industria auto: Diagnoză fiabilă în mediul industrial dur
În activități solicitante din industria auto, precum construcția de caroserii, sunt necesare surse de alimentare solide, rezistente, cu tip de protecție IP67. Acestea trebuie să fie rezistente la vibrații și șocuri și trebuie să fie disponibile oricând, precum sursele de alimentare din familia Emparro67. Timpii scurți necesari schimbului uneltelor și punerii rapide în funcțiune, sunt, de asemenea, importanți. În același timp, opțiunile extinse de diagnoză contribuie la reducerea, respectiv eliminarea, perioadelor costisitoare de inactivitate. Interfața IO-Link a sursei de alimentare IP67 Emparro67 Hybrid reprezintă o funcție importantă pentru parametrizarea diferitelor valori cu ajutorul unității de comandă.

În centre logistice, sursele de alimentare descentralizate se utilizează peste tot: de la aplicații pentru camere video, până la sistemele de acționare a rolelor.

În ceea ce privește activitățile solicitante în mediul industrial dur, precum lucrările de sudură pentru construcția de caroserii, Emparro67 alimentează în mod fiabil senzori și actuatori.

În ceea ce privește utilizarea în domeniul logistic, Emparro67 Hybrid nu asigură doar alimentarea, ci raportează, de asemenea, stadiile de funcționare importante pentru mentenanță

Imagini: Murrelektronik GmbH

Murrelektronik GmbH                          Telefon +43 1 7064525-0 | Fax +43 1 7064525-300
Office Park 4, 4. OG/Top A.45                www.murrelektronik.ro
A-1300 Wien-Flughafen                       mail@murrelektronik.at