KONICA MINOLTA

Aktuální vydání

celé číslo

11

2019

Využití robotů, dopravníků a manipulační techniky ve výrobních linkách

Průmyslové a servisní roboty

celé číslo

Spolehlivé napájení v každém okamžiku – zdroje Sitop

Mezi základní předpoklady bezpečného chodu většiny automatizačních úloh patří spolehlivá dodávka napájecí elektrické energie. Spínané napájecí zdroje Sitop od společnosti Siemens dokonale naplňují tuto potřebu v milionech instalací po celém světě již dvacet let. Napájecí zdroje a jejich příslušenství jsou přitom neustále zdokonalovány a vylepšovány. Důkazem je nová řada zdrojů Sitop Compact a nová jednotka záložního napájení Sitop UPS1600 s podporou Ethernetu a s integrovaným webovým serverem. Článek souhrnně informuje o těchto novinkách a o současné nabídce napájecích zdrojů řady Sitop a jejich příslušenství.

 

Sitop UPS1600 – nová jednotka pro zálohování v sítích 24 V DC

Nová jednotka Sitop UPS1600, určená k zálohování výpadků napětí v rozvodných sítích 24 V DC, představuje převratný produkt v oblasti stejnosměrných záložních zdrojů DC UPS (Uninterruptible Power Supply). Díky integrovanému portu Profinet dokáže předávat údaje o svém stavu ostatním zařízením v síti Profinet či prostřednictvím integrovaného webového serveru. Jednotka zálohuje proudy až do 20 A a jako první UPS svého druhu je zcela integrována do inženýrského systému TIA (Totally Integrated Automation). Způsob jejího zapojení do řídicího systému je ukázán na obr. 1.
 
K základní řídicí jednotce UPS1600 jsou připojeny gelové baterie nevyžadující údržbu, které mají označení UPS1100 a jsou k dispozici ve dvou provedeních s kapacitou 3,2 A·h nebo 7 A·h (obr. 2). Jednotku Sitop UPS1600 lze krátkodobě přetížit, což je možné využít při spouštění a rozběhu technologických zařízení. Konkrétně jde o dodávku trojnásobku jmenovitého proudu po dobu až 30 ms a jedenapůlnásobku jmenovitého proudu po dobu až 5 s. Užitečnou vlastností je též možnost spustit zálohování z baterií, není-li k dispozici primární napájecí napětí.
 
Základní jednotka Sitop UPS1600 umožňuje automaticky detekovat připojené baterie a následně zvolit jejich optimální, teplotně závislé nabíjecí charakteristiky. Sledovány jsou všechny důležité parametry, jako je např. počet a typ připojených bateriových modulů, jejich napětí, zbytková kapacita, úroveň nabití apod.
 
Důležitou novinkou je také integrace zdroje Sitop UPS1600 do inženýrského softwaru TIA Portal, kde lze zdroj nastavovat, konfigurovat a diagnostikovat (obr. 3). Komunikace mezi jednotlivými řídicími systémy (PLC) a DC UPS probíhá po síti Profinet, kde jednotka UPS1600 figuruje jako řízené (slave) zařízení typu I/O Device. Tím je rovněž zajištěn jednoduchý přenos dat do PLC, které na základě jejich vyhodnocení může popř. bezpečně vypnout technologické zařízení.
 
Ve vývojovém prostředí TIA Portal je k dispozici knihovna s funkčním blokem FB160 který je volán při výpadku primárního napájení a přechodu na napájení z baterie. Připraveny jsou šablony pro vizualizaci při použití ovládacích panelů řady Simatic, díky nimž uživatel získá rychlý přehled o stavu jednotlivých parametrů zdroje UPS1600 (obr. 4).
 
Uživatelé, kteří nevlastní software TIA Portal, mohou využít software Sitop UPS Manager, který je zdarma ke stažení na stránkách http://support.automation.siemens.com. Program Sitop UPS Manager uživatelům poskytuje pohodlné a přehledné prostředí k rychlému nastavení základní jednotky UPS1600. Uživatelé mohou využít přehledný systém grafických zobrazení časových průběhů vstupního napětí, stavu nabití baterií atd. – viz obr. 5.
 

Nová řada Sitop Compact a Sitop lite

Napájecí zdroje řady Sitop Compact jsou novinkou v nabídce napájecích zdrojů skupiny Sitop. Jejich hlavní předností jsou malé rozměry a velká účinnost v celém rozmezí zatížení. Velkou účinnost si tyto zdroje udržují i při chodu naprázdno, takže jsou vhodné k napájení zařízení, která jsou často v pohotovostním režimu. K dispozici jsou varianty s výstupním napětím 12 nebo 24 V DC s proudy do 6,5 A (obr. 6). Napájení pro zdroje Sitop Compact lze volit v širokém rozmezí stejnosměrných a střídavých napětí (110 až 300 V DC, 85 až 264 V AC).
 
Jednotky řady Sitop lite patří mezi levné a spolehlivé napájecí zdroje. Vyznačují se širokým rozmezím napájecího napětí a výstupními proudy až do 10 A.
 

Napájecí zdroje pro Logo! a Simatic PLC

Napájecí zdroje této skupiny jsou primárně určeny k napájení modulů Logo! a programovatelných automatů skupiny Simatic PLC. Hlavními přednostmi těchto zdrojů jsou bezproblémové spojení s napájeným zařízením díky stejnému designu, velká provozní spolehlivost a výhodná cena. Spektrum napájecích zdrojů určených pro logický modul Logo! zahrnuje zdroje s výstupním napětím od 5 do 24 V DC a výstupními proudy v rozmezí 1,3 až 6,3 A. Zdroje určené pro PLC Simatic S7-1200/1500 a S7-300 jsou k dispozici v provedení 24 V DC na výstupu a rozmezí proudů 2 až 10 A.
 

Napájecí zdroje Sitop smart

Napájecí zdroje Sitop smart se vyznačují mimořádně malými rozměry a schopností splňovat požadavky těch nejnáročnějších úloh. U nové verze těchto napájecích zdrojů byly vylepšeny vlastnosti při přetížení a o 30 % zmenšena konstrukční šířka. Zdroje lze krátkodobě přetížit na 150 % jmenovitého proudu po dobu až 5 s. Při provozních teplotách do 45 °C lze zdroj trvale přetížit na 120 % jmenovitého výkonu. Výstupní napětí lze potenciometrem nastavit v rozmezí 22,8 až 28 V DC. Zdroje Sitop smart mají certifikáty pro celosvětové použití včetně certifikátu ATEX k použití v prostředí s nebezpečím výbuchu. Zdroje jsou k dostání ve variantách s výstupním proudem 2,5, 5 nebo 10 A a lze k nim přidat redundantní modul, modul Sitop select a modul Sitop DC UPS.
 

Napájecí zdroje Sitop modular

Řada napájecích zdrojů Sitop modular nabízí zdroje pro připojení do jedno-, dvounebo třífázové sítě s výstupními proudy od 5 do 40 A. Díky robustnímu kovovému pouzdru a odolnosti proti vibracím je lze použít v nejnáročnějších průmyslových podmínkách. Vylepšené verze zdrojů s třífázovým napájením a výstupními proudy 20 a 40 A, které nesou označení PSU300M, jsou mnohem užší (šířka 70 nebo 150 mm) a jejich účinnost je zvýšena na 93 % (obr. 7). Vylepšena byla též reakce na přetížení, kdy jsou zdroje po dobu 5 s schopny dodávat 150 % jmenovitého proudu. Zdroje Sitop modular je možné kombinovat se všemi dostupnými rozšiřujícími moduly (vyrovnávací modul, zálohovací modul atd.).
 

Příslušenství pro napájecí zdroje Sitop

Samotné napájecí zdroje nemohou zaručit nepřerušené napájení zařízení a automatizační techniky. Proto je k dispozici široké spektrum rozšiřujících modulů, které poskytují doplňkovou ochranu před riziky, jako je přepětí či naprostý výpadek napájení.
 
Využít lze moduly pro signalizaci přepětí, moduly pro překlenutí krátkodobých výpadků napájení a jednotky UPS. Sortiment napájecích jednotek UPS vedle novinky Sitop UPS1600 obsahuje zdroj Sitop UPS500S, v němž jsou namísto standardních baterií použity moderní velkokapacitní dvouvrstvé kondenzátory s dlouhou životností i při teplotě okolního prostředí dosahující 60 °C, které nevyžadují žádnou údržbu. To představuje velké přednosti oproti tradičním olověným akumulátorům, které je i v prostředí s teplotou nepřekračující 40 °C nezbytné jednou za rok vyměnit. Prostor s bateriemi navíc není u nového přístroje nutné nákladně větrat, protože kondenzátory neuvolňují výbušný vodík.
 
Při přerušení přívodu napájecí energie nová napájecí jednotka UPS500S zajistí napájení návazných zařízení napájených napětím 24 V DC (např. průmyslových PC, číslicových řídicích jednotek či programovatelných automatů) po dobu až několika minut, podle odebíraného proudu a celkové kapacity kondenzátorů v jednotce.
 
Šíře základní jednotky Sitop UPS500S je 125 mm. Její kondenzátory mohou uchovávat 2,5 nebo 5 kW·s elektrické energie a dodávat výstupní proud až 15 A, čímž mění klasický napájecí zdroj v jednotku s vlastnostmi zdroje nepřerušovaného napájení (UPS). Dobu dodávky proudu lze prodloužit přidáním rozšiřovacích modulů o šířce 70 mm s jednotlivou kapacitou 5 kW·s. Jednotka může dodávat elektrickou energii po dobu jednotek sekund až několika minut – záleží na její konfiguraci a odebíraném proudu. Účelem použití záložních napájecích zdrojů je podle typu úlohy získat dostatek času buď na bezpečné uložení důležitých dat, nebo na řízené vypnutí koncového zařízení. Požadovaná doba dodávky energie se nastavuje pomocí přepínačů typu DIP. Jednotky Sitop UPS500S se dále vyznačují krátkou nabíjecí dobou, proto po obnovení přívodu energie se opět rychle dostanou do provozuschopného stavu. Kondenzátory se nabijí na plnou kapacitu za několik minut, zatímco olověné akumulátory k tomu potřebují celé hodiny.
 
Jednotku Sitop UPS500S lze provozovat v prostředí s teplotou až 60 °C, aniž by vyžadovala jakoukoliv údržbu. Například po osmi letech provozu při teplotě 50 °C klesne její kapacita pouze o 20 %.
 
Základní modul napájecího zdroje UPS500S má reléový kontakt a rozhraní USB pro přenos stavových zpráv. Na interentové adrese www.siemens.com/Sitop je zdarma k dispozici program pro další zpracování stavových hlášení v počítači. Nové napájecí zdroje Sitop jsou vyzkoušeny a sladěny s průmyslovými počítači řady Simatic, což za všech okolností zajišťuje řízené vypínání i správné spuštění těchto průmyslových PC. Pro bezproblémový nepřetržitý chod úloh fungujících na bázi jejích průmyslových PC společnost Siemens nabízí vyzkoušenou kombinaci nových zdrojů nepřetržitého napájení s jednotkou Simatic PC Microbox.
 
Jednotky Sitop UPS500S mají stupeň krytí IP20 a jsou nabízeny v provedení standardních modulů, které lze umístit na montážní lišty v řídicích rozváděčích. K použití v náročných provozních podmínkách se používají odolné verze s krytím IP65. Odolné moduly obsahují kondenzátorové zásobníky energie s kapacitou 5 nebo 10 kW·s a jsou schopny dodávat výstupní proud až 7 A.
 

Sitop Selection tool – jednoduchý a rychlý výběr vhodného napájecího zdroje

Rychle a spolehlivě vybrat správný napájecí zdroj Sitop či jednotku pro zálohování napájení Sitop UPS umožňuje webová aplikace Sitop selection tool. Aplikace je k dispozici na stránkách www.siemens.cz/Sitop a uživatelům neposkytuje pouze nástroj pro výběr vhodného produktu, ale i rychlý přístup k manuálům a dalším informacím, které se týkají napájecích zdrojů skupiny Sitop.
 
Ing. Ondřej Rakušan,
Siemens, s. r. o.
 
Obr. 1. Zapojení jednotky Sitop UPS1600 do řídicího systému
Obr. 2. Jednotka Sitop UPS1600 a bateriový modul UPS1100
Obr. 3. Integrace jednotky UPS1600 do konfigurace hardwaru v prostředí TIA Portal V13
Obr. 4. Zobrazení parametrů zdroje UPS1600 na ovládacím panelu Simatic s použitím připravené šablony
Obr. 5. Zobrazení časového průběhu zatěžovacího proudu v programu Sitop UPS manager
Obr. 6. Zdroje Sitop compact v provedení 1,3 A (nalevo) a 0,6 A (napravo)
Obr. 7. Napájecí zdroje řady Sitop modular