17 грудня 2020 р 83 Бачення
MICO | Вибірковий моніторинг каналів викликаний явищем, яке з’явилося лише після виведення на ринок джерел електроенергії, що регулюються електронним способом. Про що йдеться і як це вирішив Муррелектронік, описує цю історію.
Що за біса "моніторинг каналів"! І навіть у поєднанні з терміном "вибірково"? Зображення гігантських океанічних кораблів, які пливуть через Кільський канал, відразу ж спадають на думку, щоб врятувати 250 морських миль в обхід через Північне море, протоку Сакгеррак та Каттегат. І оскільки капітан воліє перевіряти свої повідомлення на смартфоні, ніж присвячувати себе власній роботі, він стежить за проходом по каналу лише вибірково.!
Коли автоматичні вимикачі не працюють
Хоча це хороша інтерпретація "вибіркового моніторингу каналів", вона є неправильною. Експерти, які вже годинами шукали помилки на машині, знають свої речі. Це особливо складно в складних системах, в яких тактові джерела живлення на виході електрично регулюють напругу та струм.
Це пов’язано з тим, що у випадку короткого замикання або перевантаження вторинні запобіжники реагуватимуть повільніше, ніж пристрій мережі., внаслідок чого ця вибірковість втрачається. Це призводить до критичних ситуацій, таких як відключення електроенергії, а в гіршому випадку - навіть пожежі на лініях. Але як можливо, що ці наступні захисні пристрої не реагують? Щоб відповісти на це питання, потрібно оглянути майже 30 років тому.
Вагомий аргумент: високий захист від короткого замикання
Саме на початку 1990-х відбулася суттєва зміна у виробництві машин та обладнання: перехід від трансформаторів до електронних джерел живлення. На початку користуватися новими пристроями наважилася лише невелика група. Регульована напруга постійного струму 24 В і захист від короткого замикання відповідно до фіксованої характеристики, очевидно, звучали занадто приємно, щоб потенційні користувачі були правдою!
Однак зростання електронно регульованої потужності вже не можна було зупинити, оскільки все більше і більше виробників обладнання бажали скористатися цим. Перш за все, високий захист від коротких замикань був переконливим аргументом. Якщо джерела живлення трансформатора, що використовувались до того часу, не помітили короткого замикання, це коротке замикання запалило подальшу установку і за певних обставин навіть могло спричинити пожежу. Купуючи електронні джерела живлення, користувачі, навпаки, отримали сучасні технології та водночас підвищили безпеку експлуатації.
Шукайте шорти поза шафою управління
Але як щодо шортів біля шафи управління? Лінійні автоматичні вимикачі на вихідній стороні, часто поєднуються на практиці з сигнальним контактом, що надходить в блок управління, надійно виявляють перевантаження та короткі замикання в полі. То чому б не підтримувати цю форму захисту, яка зарекомендувала себе десятиліттями? Те, що було добре та правильно з джерелом живлення трансформатора, ось що, на думку багатьох користувачів, все одно має працювати ще краще з блоком живлення з електронним управлінням! Через це неправильне припущення, багато електриків у наступні роки відчайдушно шукали несправності. Наприклад, якщо причина цієї несправності полягала в голому водії в буксирному ланцюзі, для визначення несправності може знадобитися лише кілька годин, а то й кілька днів.
Петлевий опір як неприємне зло
Але як було можливо, що синхронізовані мережеві ресурси з усіма перевагами не змогли надійно активувати вимикачі мережі? Це питання не тільки спонукало виробників електронно-регульованих джерел живлення, а й спонукало постачальників автоматизованих рішень експериментувати.
Хто був тим, хто може приписувати торжествуючий вигук «Еврика!», Сьогодні однозначно з’ясувати це вже неможливо. Однак це навіть не важливо. Набагато цікавішим є результат незліченних експериментів та розрахунків - це найпоширеніші причини неактивних автоматичних вимикачів:
петлевий опір! Саме через це електронні регульовані джерела живлення, які так захоплено відзначають ринки, просто не змогли забезпечити щонайменше 100 мс струму, необхідного для активації.
Розрахунок опору петлі
Тож опір петлі! Щоб зрозуміти, як опір шлейфу дратує цю ультрасучасну технологію, потрібно звернутися до основ конструкції машин та обладнання. До 30 років тому в цій області було звичайною практикою захищати польові установки лінійними автоматичними вимикачами типу C. Що це означає в поєднанні з тактовим блоком живлення, пояснюється на прикладі, коли автоматичний запобіжник з номінальним струмом 6 А x Ім'я. комутаційний струм 14 х 6 А, який при множенні відповідає 84 А. Для того, щоб джерело струму 24 В могло взагалі забезпечити ці 84 А, опір повинен бути максимум 286 мОм.
Той факт, що такий опір нереальний, ілюструється практичним прикладом, в якому розраховується опір петлі лінії датчика довжиною 5 м із перетином лінії 0,34 мм 2. Його опір випливає з формули R = ρ x l/A, де для зворотної лінії l потрібно помножити на два.
Якщо зараз використовуються окремі значення, враховуючи питомий опір ρ міді (0,0178 Ом х мм 2/м), це вже дає опір 520 мОм. При додаткових опорах ліній розподілу та жилах провідників, а також із внутрішніми резисторами лінійних вимикачів та клем підключення загальний опір збільшується до понад 1,3 Ом.
Якщо застосовувати до формули U = R x I, це означає, що максимальний потік струму 18,18 А можливий в електромережі з напругою 24 В. Однак цього недостатньо для активації автоматичного вимикача типу С з номіналом 6 А струм. Як уже зазначалося, потрібно мінімум 84 А.
Пояснення режиму роботи лінійних вимикачів та захисних резисторів.
Чудовий вихід на сцену інтелектуальної системи живлення MICO
Розуміння того, що синхронізовані електромережі не можуть забезпечити струм відключення, необхідний для автоматичних вимикачів, мало деякі курйозні наслідки. Субвиробники машин та обладнання почали різко встановлювати свої програми з чотирма, а не лише одним джерелом живлення, лише щоб зменшити наслідки перевантаження та короткого замикання до мінімуму.
Однак сьогодні на ринку є додатки, в яких два тактових джерела живлення постачають електронні компоненти та блок управління в шафі управління, а також два інших приводу та датчики в польових умовах. Однак ця концепція дорога, оскільки вимагає трьох додаткових джерел живлення з електронним управлінням.
На додаток до додаткових витрат на придбання, вони також потребують додаткового місця в шафі управління, не вирішуючи проблему. Тоді було б більш розумним створити менші блоки з приладами, щоб у разі однієї помилки половина машини не відразу знеструмлювалася.
Але повернімось до самої історії.
Вимкніть якомога швидше, але якомога пізніше
Муррелектронік вперше зіткнувся з цими проблемами в 2003 році і швидко зреагував. Вже через рік, який вимагав розробки, виробник Oppenweiler у Німеччині представив інтелектуальну систему живлення MICO (Murrelektronik Intelligent Current Operator) для ПЛК для додатків 24 В постійного струму - і ринок відреагував ентузіазмом.
За допомогою свого рішення швабському педанту вдалося виміряти характеристику відключення контрольованих каналів таким чином, щоб вони відключалися якомога швидше у разі короткого замикання, але якомога пізніше. Як результат, модулі, діапазон поточного струму яких можна фіксувати, можуть бути особливо придатними для застосувань, де багато датчиків та виконавчих механізмів з подібними вимогами повинні бути захищені.
Тонка система живлення
Однак цей вибірковий моніторинг каналів був лише одним із аргументів на користь MICO. При конструкційній ширині 72 мм цей пристрій був на 36 мм тонший за чотири лінійні автоматичні вимикачі, що використовувались раніше, кожен з одним сигнальним контактом - і, як показує досвід, цей принцип запобіжників у поєднанні з електронно керованим джерелом живлення не спрацював зовсім! У будь-якому випадку, досі 108 мм на монтажній рейці були непотрібними.
Крім того, підключення чотирьох автоматичних вимикачів з відповідними сигнальними контактами вимагало багато часу на монтаж. Тому розробники Murrelektronik створили MICO лише з одним загальним потенціалом, з якого вихід на окремі канали є.
Негабаритні блоки живлення більше не потрібні
Оскільки прискіпливий тарган не задоволений першим кращим рішенням, він вже оснастив свою інтелектуальну систему розподілу електроенергії функціями, пристосованими до конструкції машин та обладнання у своїй першій версії. До них належать o.i. каскадна реакція при увімкненні.
Цей метод розподіляє пікові значення струму при запуску, тому негабаритні джерела струму більше не потрібні. У цьому процесі підключені канали надходять у мережу із затримкою приблизно 70 мс. Незважаючи на те, що цей процес займає лише трохи більше 200 мс з чотириканальним пристроєм, цього достатньо, щоб синхронізовані мережеві ресурси були розміреними відповідно до фактичної необхідної потужності. Це економить простір у шафі управління та зменшує витрати на придбання, оскільки пікові значення струму комутації належним чином компенсуються.
MICO контролює мільйони схем
Завдяки своїм інтелектуальним функціям MICO завоював довіру багатьох виробників машин та обладнання по всьому світу з моменту свого запуску 16 років тому. До кінця У 2019 році було 8 561 513 контрольованих схем, які гарантують високу експлуатаційну надійність у різних сферах застосування у всьому світі.
В результаті цього величезного попиту на "Надійність, зроблену Murrelektronik", сім'я MICO з часом зросла, пропонуючи індивідуальне рішення для кожного застосування. Ринок цінує цю універсальність. З тих пір MICO можна легко порівняти з капітаном, який безпечно маневрує океанськими суднами через Кільський канал, не вдаряючись об стінки каналу. І маючи цей захист за спиною, капітал може іноді дозволити собі спокійно дивитися вдалину, а то й у свій смартфон.
Рішення схеми управління струмом для всього світу
Murrelektronik пропонує портфоліо рішень для електропостачання за різними стандартами. Одночасно використовуються уніфіковані та гармонізовані вироби, що мають ряд сертифікатів - це комплексне рішення, розроблене з урахуванням усіх важливих стандартів та для використання у всьому світі. У Білій книзі представлені переваги джерела живлення для більшої кількості стандартів та містяться повні схеми підключення.