Сегодня мы изучим современные электронные защитные выключатели, которые контролируют ток протекающий в защищаемой цепи, сигнализируют о корректной работе и сигнализируют о повышении тока в цепи до значения, близкого к установленному. При превышении заданного тока защищаемая цепь отключается. Электронные переключатели выпускаются в одноканальном и многоканальном исполнении. Работу их можно удаленно контролировать с помощью сигналов напряжения и состояния контактов реле, а также PROFINET, ETHERNET или IO-LINK, в зависимости от версии устройства. Испытаем как работают три типа электронных авто-выключателей:
- миниатюрные одноканальные выключатели PTCB
- многоканальные выключатели CBM с возможностью связи по IO-Link
- модульные выключатели с связью по PROFINET CAPAROC
Электронные выключатели позволяют выборочное отключение питания цепи, в которой произошел сбой, предупреждение о повышенном энергопотреблении и удаленный контроль состояния переключателей, полное управление каналами и изменение настроек отдельных каналов.
Выключатели PTCB имеют очень малые размеры шириной 6 мм, также возможно соединение их перемычками в более крупные многоканальные блоки, для защиты многих цепей.
Одна кнопка и светодиод позволяют настраивать ток, включение/выключение выхода, сброс перегрузки/короткого замыкания.
В исполнении NC переключатель PTCB сигнализирует о включении защиты контактами реле (контакты замыкаются при подаче напряжения на нагрузку). В версии SI-R имеется возможность удаленного сброса защиты по сигналу RST и контроля работы выхода напряжения SI (напряжение близкое к 0 В при подаче тока на нагрузку).
Выходной ток контролируется MOSFET-транзистором. Внутри устройства, кроме микроконтроллера и исполнительной электроники, имеется еще традиционный предохранитель, который сработает в случае неожиданного выхода из строя. Это очень хорошее решение, предохранительная цепь предотвратит отсутствие защиты от чрезмерного протекания тока.
Выключатели CBM представляют собой многоканальные защиты с возможностью обмена данными по IO-LINK и имеют разъемы для удаленного сброса и сигнализации превышения 80% заданного значения тока. Можем использовать ручки настроек, которые позволяют быстро проверить текущие настройки на канале:
В компактной версии ввод и проверка настроек осуществляется с помощью кнопок с подсветкой, где количество миганий светодиода информирует о текущих настройках:
В серию CBM входят коммутаторы, оснащенные IO-Link:
Подключение нескольких коммутаторов через IO-Link позволяет осуществлять централизованный мониторинг:
Интересным решением является блок питания TRIO POWER со встроенным многоканальным защитным выключателем и связью IO-link:
Внутри переключателей CBM расположены транзисторы управления каналами, предохранители перед транзисторами, резисторы, позволяющие измерять ток, и микроконтроллер, управляющий самим переключателем:
Внутренняя часть автоматических выключателей в литом корпусе CBMC:
Селективность переключателей впечатляет: короткое замыкание по каналу СВМ с установленным током 4 А не повлияло на работу блока питания TRIO POWER 5 А. Установка тока 10 А привела к срабатыванию защиты в блоке питания 5 А при коротком замыкании, а это значит, что переключатель активно контролирует ток протекающий в цепи.
Внутри блока питания TRIO POWER находится модуль SMPS и электронный переключатель:
Модульные автоматические выключатели CAPAROC устанавливаются на шине электропитания.
Один модуль питания может поддерживать нагрузку до 45 А (ограничение самой шины питания), а если нагрузки требуют большей силы тока — добавьте еще один комплект с модулем питания и отдельной шиной.
Если нужна устойчивость к выходу из строя одного силового модуля, можем использовать два одинаковых или разных силовых модуля, обеспечив таким образом резервирование питания шины.
Удлинители имеются различной длины:
Модуль связи и питания обеспечивает питание шины и имеет разъемы для связи PROFINET.
На боковой стенке расположены контакты для связи с модулями переключателей.
Каждый модуль выключателя передает данные следующему выключателю на шине:
Если модуль с интерфейсом PROFINET или ETHERNET не требуется, можно выбрать более простые модули питания с интерфейсом IO-Link или сигналами SET и RESET и сигнализацией при достижении 80 % тока установки:
Переключателями можно управлять и настраивать их локально, а также через PROFINET, ETHERNET или IO-LINK.
В цепочке модулей удаление одного устройства не вызывает перебоя подачи энергии с силовой шины, просто временно теряем связь с модулем, но нагрузки по-прежнему запитаны и защищены.
Система CAPAROC последовательно активирует выходные каналы со стандартной задержкой 50 мс между каждым каналом (время можно настроить в соответствии с индивидуальными требованиями через интерфейс связи). Последовательное переключение цепей снижает проблемы с высоким пусковым током нагрузки.
PROFINET позволяет общаться с большим количеством различных устройств. Пример решения с ИБП постоянного тока, в котором больше устройств обмениваются данными с PLC.
Контроллер PLC обеспечивает доступ к информации о работе устройств через веб-браузер. Работа от сети, видимая информация о настройках, напряжениях, токе, температуре.
Переключение на питание от аккумулятора.
Благодаря модулю связи через PROFINET можно удаленно контролировать, управлять каналами и настройками модулей выключателей CAPAROC:
Система CAPAROC может быть коммуникационной частью комплекта электропитания. Через отдельный порт связи CAPAROC может собирать информацию, например, от источника питания, что дает более полный контроль (дополнительную информацию о текущей нагрузке источника питания, времени работы или температуре).
В общем, современная электронная база позволила значительно расширить возможности обычных сетевых предохранителей.
