Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 11/2016 vyšlo tiskem
7. 11. 2016. V elektronické verzi na webu od 1. 12. 2016. 

Téma: Rozváděče a rozváděčová technika; Točivé stroje a výkonová elektronika

Hlavní článek
Lithiové trakční akumulátory pro elektromobilitu

Aktuality

Fakulta elektrotechnická je na špici excelentního výzkumu na ČVUT Expertní panely Rady vlády pro výzkum, vývoj, inovace (RVVI) vybraly ve II. pilíři…

Švýcaři v referendu odmítli uzavřít jaderné elektrárny dříve V referendu hlasovalo 45 procent obyvatel, z toho 54,2 procent voličů řeklo návrhu na…

Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. 11. 2016 den otevřených dveří Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. listopadu od 8.30 hodin Den otevřených…

Calliope mini – multifunkční deska Calliope mini poskytuje kreativní možnosti pro každého. A nezáleží na tom, zda jde o…

Ocenění v soutěži České hlavičky získal za elektromagnetický urychlovač student FEL ČVUT Student programu Elektronika a komunikace Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze Vojtěch…

Češi v domácnostech více svítí a experimentují se světlem, doma mají přes 48 milionů svítidel Češi začali v domácnostech více svítit a snaží se vytvořit lepší světelné podmínky:…

Více aktualit

Modul pro kontrolu proudu MICO

číslo 4/2004

AMPER 2004

Modul pro kontrolu proudu MICO

Ing. Vladimír Schnurpfeil,
Murrelektronik CZ spol. s r. o.

MICO, modul pro kontrolu proudu, zajišťuje disponibilitu strojů a nahrazuje jistič vedení v pomocných proudových obvodech. Při poklesu napájecího napětí 24 V DC jsou stroje a zařízení vypínány. Pokles napětí většinou nastane následkem přetížení nebo zkratu jednotlivých proudových obvodů. Modul MICO tyto chyby identifikuje a dotčené proudové obvody vypíná dříve, než jsou ovlivněny další spotřebiče – chyba se omezí jen na konkrétní proudový obvod. Po odstranění chyby se MICO (obr. 1) dálkově nastaví zpět do výchozí polohy a výrobní proces běží bez poruchy dál.

Obr. 1

Časté problémy

  • pokles napájecího napětí 24 V,
  • nepravidelné chyby bez jasných příznaků,
  • zpuchřelá vedení senzorů bez ohlašování chyb,
  • velké bezpečnostní rezervy při dimenzování síťových zdrojů,
  • příliš mnoho uskladněných variant a příslušenství,
  • jističe vedení, které se neaktivují.

Uvedené stavy jsou často příčinou změn při navrhování zařízení. Vysoké náklady a nedostatek místa jsou důvodem pro přechod na spínané zdroje, osvědčené rozdělení proudu s jističi vedení se preventivně zachovává.

Poklesy napětí u spínaných zdrojů

V normě EN 61131-2 jsou stanoveny požadavky na zdroje ohledně nutných překlenovacích dob při výpadku sítě nebo při přetížení. Výhody spínaných zdrojů jsou zřejmé, nevýhody lze odstranit. Poruchy napájecího napětí 24 V DC, které netrvají déle než 10 ms, nesmějí vést k chybě. Použitý spínaný zdroj, jehož kapacita je ohraničena, však může při poruše dodávat jen omezený nadproud. Při nadproudu nebo zkratu většinou poklesne provozní napětí. Tím jsou zasaženy i připojené proudové větve.

Aby uživatelé mohli zachovat provozní bezpečnost řídicích systémů, musí vynaložit dodatečné náklady na zabudováním modulů UPS (Uninterruptible Power Supply – nepřerušitelný zdroj elektrické energie) nebo na instalaci dobíjecích modulů.

Vlastní příčina chyby se tím ale nezjistí a ani se nedosáhne rozumného řešení.

Pokles napětí a zahřívání

Současné jističe vedení se zahřívají a pokles napětí o hodnotu 1 V snižuje využitelné provozní napětí.

Nevhodné rozdělování proudu
Hlavní problém spočívá v nevhodném navržení rozdělování proudu z řídicí jednotky. V normě EN 364-4-41 je požadován takový koncept jištění vedení, aby se zabránilo požáru (vlastní realizace záleží na uživateli). Typické je používání jističů vedení se spouštěcími charakteristikami. Ty potřebují až šestinásobný (typ B) nebo čtrnáctinásobný (typ C) nadproud, aby se mohly aktivovat. Výstupní napětí síťových přístrojů 24 V DC však tento proces ještě dříve znemožní; v důsledku toho situace, kdy by vznikl nadproud, nenastane. Při neexistenci vysoké hodnoty nadproudu tedy nedojde ani k zahřátí jističe.

Jistič vedení se nespustí při impulsních nadproudech a zkratech. Proto nejsou jističe vedení vhodné k jištění proudových obvodů, které by vyhovovalo požadavkům praxe.

Řešení: MICO

Cílem řešení je jednoduše a levně realizovat návrh uživatelsky výhodného a spolehlivého rozdělování proudu. Kromě toho je požadována úspora místa v rozvodné skříni. Rovněž musí být dodrženy požadavky normy EN 60204-1 na maximálně 5% pokles napětí od zdroje ke spotřebiči. Omezování proudu je tak vyloučeno. Současně není nutná manipulace s modulem.

Obr. 2

Také je třeba co nejvíce omezit množství skladovaných dílů a součástí potřebných pro poskytování servisu. Jističe vedení by bylo vhodné nahradit, a ne rozšiřovat dalšími produkty.

MICO – tzv. inteligentní modul od firmy Murrelektronik, jenž je určen pro kontrolu proudu, tyto požadavky praxe splňuje. Jeho hlavními znaky jsou jednoduchá manipulace, nepřítomnost dílů, které by podléhaly opotřebení, a velké rozmezí pro nastavení proudu. Každý proudový kanál modulu je řízen zařízením ány do energeticky nezávislé paměti, stejně jako se evidují a ukládají do paměti provozní stavy. Díky tomu je spolehlivá funkce zajištěna i po výpadku sítě AC.

Dynamické dimenzování

Integrované zapojení softwaru a hardwaru je potřebné pro zprovoznění kapacitních zátěží.

Extrémně rychlá doba reakce během několika mikrosekund umožňuje spolehlivé vyhodnocování proudu, popř. kontrolované odpojení dotčeného proudového obvodu. Velikost proudu se aktivně rozlišuje na nadproud, impulsní proud a zkrat. Funkci odpojování přebírá výkonový polovodič, který nepodléhá opotřebení a odpovídá požadavkům normy EN 90947-5-1. Paralelní sousedící proudové větve nejsou ovlivněny. Stroj je k dispozici až k větvi proudu, kde se vyskytla chyba. Zjištěnou chybu ohlašuje sumarizační signalizační kontakt – pracovní kontakt relé. Prostřednictvím signalizačních výstupů jednotlivých kanálů, které jsou v souladu s EN 61131-2, lze paralelně jednotlivě vyhodnocovat citlivé kanály. Pozitivní logika signalizačních výstupů navíc umožňuje kontrolu přerušení vedení.

Variabilita a výkonnost

Každý kanál lze odděleně nastavit otočným kódovacím přepínačem, který zapadá do nastavené polohy. Tak jsou zajištěny přesné reprodukovatelné hodnoty proudu. Dodat lze čtyřkanálový modul o hodnotě proudu 1, 2, 4 a 8 A a tříkanálový modul o hodnotě proudu 2, 4, 6 a 10 A. Charakteristika proudu se orientuje podle jističů vedení. I zde je obvyklé rozdělení na tři úseky, které je však nutné upravit podle zvláštností spínaných zdrojů. Při aplikaci v praxi se osvědčil nadproudový úsek do 1,6 IN, impulsní úsek do 1,9 IN a zkratový úsek maximálně do 2 IN.

Vhodný koncept rozdělování proudu

Tlačítkem na modulu obvykle lze jakýkoliv kanál zapínat a vypínat. To je signalizováno zelenou nebo červenou signálkou provozního stavu. Pro snazší dimenzování a preventivní předcházení chybám vznikajícím v důsledku příliš nízko nastavených hodnot proudových úseků přejde signalizace pomocí diod LED při hodnotě proudu většího než 90 % IN do zeleně blikajícího výstražného stavu. Nadproud je signalizován červeně.

Kaskádové spínání kanálů

Uživatel může manuálně nastavit spínání jednotlivých kanálů s časovým posunem 0 až 30 ms. Tato časová prodleva se vždy vztahuje na všechny kanály modulu MICO. Prodleva při spínání, která nemá vliv na vypínací charakteristiku jističe, redukuje sumarizační spínací proudy na spínaném zdroji a tak vede k citelnému odlehčení nadproudů. Lze tak přednostně napájet kapacitní trvalé zátěže, jako jsou obslužné jednotky SPS. Bez časové tísně se postupně připojí další spotřebiče. To je výhoda, která je zřejmá při dimenzování zdroje – díky ní často vyhoví i menší zdroj.

Dálkový „reset„

V praxi se většina chyb, které vedou ke vzniku nadproudu, nevyskytuje v rozvodné skříni, nýbrž v jejím okolí. Jejich častou příčinou jsou odstřižená nebo přelomená vedení, chybné osazení přípojky nebo neočekávaně vysoké proudy externích spotřebičů. U modulu MICO zůstává rozvodná skříň uzavřena. Jakmile se chyba odstraní, mohou se všechny proudové obvody po „resetu„ (novém startu) softwaru opět uvést do normálního provozního stavu „zapnuto„. Vyhledávání chyby podle stavu jističů vedení ve vzdálených rozvodných skříních odpadá.

Bližší informace zájemci získají na adrese:

Murrelektronik CZ spol. s r. o.
Průmyslová 762
333 01 Stod
tel.: 377 233 912, 935
fax: 377 233 929
e-mail: murrelektronik@murrelektronik.cz