Tänker om på 24 Volt kretsskydd

 12 januari 2022
Dynamisk? Absolut?

Pålitligt kretsskydd för 24 volts strömförsörjningen är avgörande för problemfri drift av system och maskiner. Oavsett om de består av känsliga belastningar som kontrollers, kritiska säkerhetsanordningar eller robusta elektromekaniska komponenter, måste de skyddas mot effekterna av kortslutningar och överbelastningar. Där en gång klassiska brytare användes, garanterar nu elektroniska säkringar säkerhet och ger ytterligare fördelar. Framtidens elektroniska kretsskydd kommer till och med gå ett steg längre: det kommer att bli dynamiskt!

Dina fördelar:

  • Dynamisk, automatiserad anpassning av utlösningsströmmen till aktuell belastningssituation
  • Tillförlitlig utlösning vid fel
  • Överdimensionering av strömförsörjningen kan undvikas

När nivån av automatisering i produktions- och processsystem ökar, fortsätter också antalet belastningar som drivs av 24 volts likström – styrenheter, sensorer och elmotorer – att öka. Strömmen i dessa kretsar tillhandahålls vanligtvis av strömförsörjningsmoduler. Strömförsörjningsenheter bryter strömmen när ett nominellt värde överskrids och anslutna belastningar misslyckas; därför skyddar brytare enskilda komponenter eller grupper av komponenter för att begränsa effekterna av överströmmar och kortslutningar. Konventionella automatiska termisk-magnetiska brytare kräver dock en hög överström för att lösa ut på ett tillförlitligt sätt. Den nödvändiga avstängningsströmmen kan till och med vara större än den maximala strömmen som tillhandahålls av strömförsörjningen. Det gör en snabb och tillförlitlig avstängning vid kortslutning omöjlig. Dessutom kan kapacitiva belastningar, långa kablar eller samtidig uppstart av flera 24 volts belastningar orsaka ytterligare utmaningar för strömförsörjningen och säkringen.

En elektronisk effektbrytare som kan göra allt?

Elektroniska strömbrytare (ECB), som använder halvledare som kopplingskomponenter och kontinuerligt mäter strömmen, svarar på förändringar i strömvärden med mycket större känslighet. Dessa brytare reagerar så snart utströmmen överstiger det nominella strömvärdet, vilket är konfigurerbart. Utlösningstiden beror på överströmmens storlek. En mikroprocessor hanterar bearbetningen och beräkningen av utlösningstiden och ansvarar för att utlösa halvledaromkopplaren. Detta kan stängas av exakt och snabbt när överströmmar på sekundärsidan uppstår. Elektroniska brytare kan också stänga av strömmen vid eller över ett angivet värde – till exempel 1,3 eller 1,5 gånger den nominella strömmen – inom en angiven tidsperiod. När kapacitiva belastningar appliceras hanteras strömspikar utan avbrott. Mer känsligt svarsbeteende som detta, tillsammans med den aktiva strömbegränsningen, gör det också möjligt att använda elektroniska strömbrytare med större maximala kabellängder.

Sist men inte minst ger denna typ av kretsskydd en betydande fördel för dimensioneringen av strömförsörjningen. Till skillnad från konventionella brytare räcker det med en mindre buffert i dimensioneringen av utgångslasten för strömförsörjningens maximala överbelastningsområde. Till exempel representerar konstantströmsläget eller Power Boost-beteendet en del av överbelastningsbeteendet. Eftersom traditionella brytare kräver höga överströmmar för att de ska lösa ut vid kortslutning kräver deras strömförsörjning motsvarande överdimensionering. Med Pro 2 Power Supply är det inte nödvändigt. "Det totala strömbehovet kan under vissa omständigheter vara flera gånger den ström som krävs för normal drift", förklarar Frank Sellke, affärsutvecklingschef för anslutnings- och interfaceprodukter på WAGO. "Denna överdimensionering medför kostnader och utöver det kräver den mer utrymme i styrskåpet."

Intelligent lasthantering blir dynamisk

WAGO Pro 2 Power Supply kombinerar funktionerna och fördelarna med ECB:er med kommunikationskapacitet och enkel, mångsidig enhetsparameterisering. Med den anslutbara kommunikationsmodulen kan Pro 2 Power Supply när som helst ge information om aktuella data, såsom baslaster eller topplaster, via standardiserade protokoll. Dessutom kan konfigurationen av strömförsörjningen ändras inom millisekunder, även under pågående drift. Parametrar som överbelastningsbeteende, utspänning och utlösningsvärdet för ECB-funktionen kan justeras.

I samband med en kontroller öppnar detta för helt nya möjligheter: dynamiskt skydd av lastkretsar! Sättet det fungerar på är både enkelt och genialt: Om flera belastningar är anslutna till en belastningskrets orsakar de olika kapacitiva och induktiva belastningarna betydande strömfluktuationer under uppstart och avstängning. Även med ECB är det enda sättet att hantera detta med överdimensionering och förskjutna bytestider. "Det är inte fallet med Pro 2 Tack vare dess kommunikationsfunktioner kan det karakteristiska värdet för kretsskyddet justeras automatiskt till den aktuella strömbelastningen", förklarar Florian Kothe, affärsutvecklingschef för interfaceprodukter på WAGO. "PLC, som styr till- och frånkopplingen av lasterna, informerar strömförsörjningen om det lastvärde som kan förväntas inom de närmaste 20 millisekunderna. Värdet justeras därefter med en konfigurerbar buffert på 3 till 5 %.“ Resultatet är kretsskydd som fungerar säkert och tillförlitligt vid varje driftpunkt – utan överdimensionering!

PLC:n som styr till- och frånkopplingen av lasterna, informerar [...] strömförsörjningen om det lastvärde som kan förväntas inom de närmaste 20 millisekunderna.

Florian Kothe, affärsutvecklingschef för interfaceprodukter på WAGO

Förutsäga skadliga händelser

Utöver högre effektivitet finns det ytterligare fördelar som du kanske inte förväntar dig från en strömförsörjningsenhet. Med sin finkorniga känslighet kan denna dynamiska kretsskyddsinställning också stödja prediktiva underhållsstrategier. Eftersom den alltid dynamiskt bibehåller det nominella värdet strax över förväntad ström, kan den användas för att detektera märkbara belastningsströmavvikelser. Till exempel, om en ansluten motor drar 4,5 amp ström istället för de förväntade 4, kan detta tyda på ett mekaniskt problem, såsom de tidiga stadierna av en axelstopp orsakad av otillräcklig smörjning, obalans etc. Med sin nuvarande mätfunktionalitet kan Pro 2 användas för att upptäcka sådana hot om skada.

Pro 2 kan till och med ställas in med en konfigurerbar förvarningströskel för att utlösa ett meddelande innan det dynamiska karakteristiska värdet för kretsskyddet överskrids. Som ett resultat, istället för att vänta på att en säkring löser ut – eventuellt avbrytande drift – får drift- eller underhållsteam ett systemmeddelande om hot om ett fel inom en snar framtid. "Den här dynamiska lösningen bidrar alltså inte bara till ökad säkerhet i utrustning och systemdrift, utan möjliggör också mer förutsägbart underhåll, längre drifttider och optimering av drifteffektivitet, förutom smart prestandastyrning", säger affärsutvecklingschef Sellke, som sammanfattar fördelar för användarna.

Om Författarna:

Frank Sellke har arbetat på WAGO i Minden sedan 1994. Han började som teknisk konsult och arbetar för närvarande med affärsutveckling för anslutnings- och interfaceprodukter. Under sin karriär har han besökt kunder och kollegor i närmare 50 länder. Han uppskattar särskilt det faktum att WAGO är villiga att utforska nya tillvägagångssätt och alla kan dra nytta av sina egna personliga styrkor och preferenser för att bidra till dessa innovationer som en del av ett fantastiskt team.

Florian Kothe är affärsutvecklingschef för interfaceprodukter på WAGO och fungerar som det mänskliga gränssnittet mellan produktledning, marknadsföring och försäljning. Ända sedan han gick på en fabriksturné vid huvudkontoret i Minden som collegestudent visste han att WAGO skulle vara hans toppval av arbetsgivare. Sedan han började 2018 har han njutit av den arbetsmiljö och potential för individuell utveckling som WAGO erbjuder.
mm-39564_gwa_tech-report-application-12-bdi_frank_sellke_003_2000x1125.jpg

Således bidrar denna dynamiska lösning inte bara till ökad säkerhet i utrustning och systemdrift, utan möjliggör även mer förutsägbart underhåll, längre drifttider och optimering av drifteffektivitet, förutom smart prestandahantering.

Frank Sellke, Affärsutvecklingschef för anslutnings- och interfaceprodukter


Låt Power kommunicera!

WAGOs Pro 2-strömförsörjning - Apparatskåp förändras eftersom kraven (både kvantitativa och kvalitativa) som ställs på dem ständigt ökar. Större nätverk, ökade energikostnader och ökad anpassning kräver ekonomi, hastighet och flexibilitet i ett minimalt utrymme, apparatskåpet.

power-supply_pro2_header-overview_2000x1125.jpg