Блоки питания для устройств промышленной автоматики

Блоки питания для устройств промышленной автоматики

Широкий класс устройств промышленной автоматики сильно отличается от обычной бытовой техники, и соответственно качественные требования к таким устройствам значительно выше. Объекты энергетики, промышленные сооружения, транспортные средства и транспортное оборудование в целом — во всех этих сферах присутствует сегодня автоматизация процессов, реализуемая благодаря применению устройств особой стойкости, надежности, повышенной безопасности.

Нефтяная, газовая, энергетическая отрасли, — требуют надежного и безопасного электроснабжения. Такие устройства обязаны обладать стойкостью к вибрациям, иметь широкий температурный диапазон, а иногда быть стойкими к действию радиации.

Само собой, блоки питания данных устройств промышленной автоматики всегда отвечают требованиям, предъявляемым к конкретному устройству целиком, ибо блок питания — есть часть этого устройства. Если блок питания уступает требованиям, — все устройство становится уязвимым.

Блоки питания в промышленности монтируют традиционно в шкафах на DIN-рейки, и корпуса блоков питания поэтому предназначены для такого монтажа. Некоторые производители выпускают специальные наборы адаптеров для монтажа блоков питания на DIN-рейку.

Безусловно, блоки питания для промышленной автоматики имеют характерные особенности, и в зависимости от задач, которые с помощью того или иного блока питания решаются, можно все их подразделить на несколько типов: изолированные AC/DC — преобразователи, модули резервирования, блоки питания с поддержкой UPS, изолированные DC/DC — конвертеры. Все эти типы блоков питания объединяет одно — их параметры стабильны в различных внешних условиях.

Разные электронные узлы промышленных установок требуют своего рабочего напряжения, то есть не у всех узлов напряжение питания одно и то же. По этой причине производители блоков питания для промышленной автоматики заботятся о том, чтобы было несколько каналов с различными напряжениями, включая и двухполярное, на одном блоке. Есть и управляемые блоки питания, которые включаются или выключаются сигналом с внешних промышленных датчиков, принимая логический уровень на специальный вход.

Тройка лидирующих производителей блоков питания для промышленности: MW, Chinfa и TDK-Lambda – почти полностью перекрывают своим ассортиментом потребности сегодняшних устройств промышленной автоматики. При этом блоки питания данных марок удовлетворяют как требованиям по надежности и безопасности, так и требованиям по электромагнитной совместимости.

Каждый электрик должен знать:  Как крепится люстра к натяжному потолку

Изолированные AC/DC — преобразователи

Блоки питания данного типа служат традиционно в качестве основных стабилизированных источников питания. Они получают питание от сети (трехфазной или однофазной), либо от источника постоянного тока, при этом диапазон питающих напряжений довольно широк — от 120 до 370 вольт по постоянному току.

Данный тип блоков питания является наиболее распространенным в цепях питания промышленной автоматики, поскольку сетевое питание присутствует практически везде.

Кроме того, диапазон характеристик весьма широк — выходное напряжение, максимальный ток, конструктивное исполнение, — все эти параметры варьируются, и производители на своих сайтах предоставляют потребителю возможность выбора.

Особого внимания заслуживают блоки питания с пожизненной гарантией (например серия HWS от TDK-Lambda), с возможностью компенсации просадки напряжения на проводах, с подстройкой выходного напряжения, и с опцией удаленного выключения/включения.

Некоторые серии изолированных AC/DC — преобразователей обладают способностью выдерживать двукратные перегрузки номинальной мощности в течение нескольких секунд (например серия ZWS/BP от TDK-Lambda), что очень актуально для питания двигателей, когда в режиме перегрузки двигатели потребляют на протяжении нескольких секунд значительную мощность, но в основном режиме потребление вдвое ниже. Налицо возможность сэкономить на покупке мощного преобразователя.

Фирмы Chinfa и MW главным образом поставляют преобразователи специально для монтажа на DIN-рейку. Блоки питания Chinfa традиционно имеют выходы на 15 и на 5 вольт, и могут работать даже в мороз до -40°C. Все блоки питания данных производителей могут питаться напряжением от 85 до 264 вольт. Для систем автоматики повышенной мощности предусмотрены и трехфазные версии блоков питания.

В большинстве своем блоки питания для промышленных применений имеют в своей конструкции блок активной коррекции коэффициента мощности PFC и возможность подстройки выходного напряжения в пределах +-15% от номинала.

Иногда необходимо параллельно соединить несколько блоков питания, чтобы подать к нагрузке мощность выше номинала одного блока питания, для этой цели некоторые модели изолированных AC/DC — преобразователей оснащены специальным переключателем, позволяющим скорректировать цепи обратной связи нескольких источников, при этом один из блоков получается ведущим, а остальные ставятся в режим ведомых. Такая схема отличается от схемы, применяемой для задачи резервирования, решение которой будет рассмотрено далее.

Каждый электрик должен знать:  Подключение электрической духовки к обычной розетке

Такие блоки предназначены для повышения надежности системы, когда имеется риск выхода из строя одного из преобразователей. К одной общей шине подключаются с диодной развязкой несколько блоков питания, и в случае выхода из строя одного источника, тут же подключается второй. Внешне это выглядит как подключение развязывающих диодов к резервируемым блокам питания.

Модули резервирования обеспечивают непрерывную работу оборудования на протяжении длительного времени, не нарушая технологического цикла — вот их главная задача. Развязывающие диоды начинают проводить строго тогда, когда это необходимо, поэтому есть отличие между встроенными в блок питания диодами и диодами вынесенными в модуль резервирования.

Во втором случае КПД блоков питания повышается. Если один из блоков питания выйдет из строя, произойдет горячая замена, и система продолжит работать. Оператору останется отследить неисправность блока (по схеме отслеживания напряжения на выходе отдельного блока) и обеспечить его своевременную замену или сервисное обслуживание.

Чаще всего в целях промышленной автоматизации применяют напряжение 24 вольта, и модули резервирования выпускаются главным образом на это номинальное напряжение. Если напряжение будет 12 вольт, то модуль будет не в состоянии проконтролировать напряжение на своем входе, и тогда нужно прибегнуть к выбору блоков питания со встроенной системой контроля.

Блоки питания с поддержкой UPS

Это блоки питания с функцией мониторинга за состоянием аккумуляторов и с функцией их заряда. Блоки питания для UPS подключаются параллельно основному источнику питания, и поддерживают надлежащий уровень напряжения в случае исчезновения напряжения в сети, либо при выходе из строя этого основного источника питания. Одновременно поддерживается заряд резервного аккумулятора. Такие приложения очень востребованы в промышленной автоматизации с резервными источниками, особенно — с аккумуляторными батареями.

Каждый электрик должен знать:  Автомат, пускатель и тепловое реле для двигателя 11 кВт

Контроллер блока (подобные выпускают Chinfa и Mean Well) поддерживает заряд аккумулятора всегда на правильном уровне, не допускает разряда, и не приводит к перезаряду. То есть блок питания сочетает в себе функцию UPS (источника бесперебойного питания).

Каждое изделие, из предлагаемых производителями, предназначено для аккумуляторов определенной емкости, в соответствии с номиналом, и может иметь два выходных напряжения: 24 и 12 вольт. Более дорогие контроллеры имеют настраиваемый ток заряда аккумуляторов, более дешевые — постоянный уровень зарядного тока, например 2 ампера.

Изолированные DC/DC — конвертеры

Изолированные DC/DС — конвертеры (преобразователи) предназначены для изменения уровня постоянного напряжения. Они устанавливаются внутри шкафов или функциональных модулей, ведь иногда в системах промышленной автоматики необходимо разное постоянное напряжение для разного оборудования.

Так, например, если уже имеется изолированный AC/DC — преобразователь, но требуется получить еще и другое напряжение, отличное от того, которое дает уже установленный в шкафу прибор, можно обойтись DC/DC — преобразователем, это будет дешевле, чем покупать еще один AC/DC.

Изолированные DC/DС — конвертеры для монтажа на DIN-рейку выпускает фирма TDK-Lambda, представляющая ряд преобразователей с различным количеством выходных каналов на мощность от 15 до 60 Вт. Устройства имеют защиту от подачи напряжения обратной полярности и схему ограничения пускового тока, также есть традиционная защита от КЗ. Светодиодный индикатор показывает наличие номинального напряжения на выходах каналов. Имеется возможность удаленного выключения-включения.

Так, современный рынок блоков питания для промышленной автоматики изобилует устройствами с любыми параметрами, какие только могут понадобиться. Ассортимент позволит выбрать любые напряжение, мощность, форм-фактор, опции удаленного управления, функцию UPS и т. п.

Мощность более 1500 ватт может быть получена параллельным объединением нескольких блоков. Модули резервирования помогут наладить безотказную работу цепей. Устройства с поддержкой UPS не дадут прерваться технологическому процессу. DC-DC – конвертер позволит получить необходимое напряжение постоянного тока.

Добавить комментарий