Концепции резервирования для вспомогательного питания

Концепции резервирования для вспомогательного питания

Безопасность прежде всего

Контролируется полностью, от сети до потребляющих устройств.

Преимущества для вас

  • Полностью резервная система вспомогательного питания от сети до каждого потребляющего устройства
  • Постоянный контроль резервирования: проверка входного напряжения, выходного тока и участка развязки
  • Однозначные сообщения посредством светодиодов и сигнального контакта
  • Долгий срок службы источников нагрузки благодаря постоянному уровню напряжения
  • Долгий срок службы блоков питания и преобразователей пост. тока благодаря равномерному распределению нагрузки

Применение

Степень готовности играет существенную роль во многих технологических установках. Возникновение кратковременных прерываний в работе частей установки или отдельных компонентов может привести к долгим и дорогим простоям оборудования в зависимости от времени торможения и разгона процессов.

Поэтому резервные системы во многих случаях являются опробованным средством избежания единой точки отказа. Это относится и к необходимому везде вспомогательному питанию, которое, в основном, составляет 24 В пост. тока. Для реализации резервирования питания 24 В параллельно подсоединяются две вспомогательные сети, которые развязываются друг от друга при помощи модулей резервирования. Отходящее питание распределяется на отдельные потребители через соответствующие предохранительные распределители.

При более подробном рассмотрении распространенных в промышленном производстве потребителей выявляются системы DCS (Distribution-Control-System), удаленные станции ввода-вывода и активные распределители часто снабжаемые питанием через две развязанные клеммы питания. Кроме них существует большое количество других потребляющих устройств (коммутационные разделительные усилители, реле, 4-проводные передатчики), оснащенных всего одним входом питания.

При этом напрашиваются следующие вопросы:

  • Как должна быть построена система вспомогательного питания, чтобы обеспечить питанием эти два разных типа потребителей?
  • Достаточно ли применение двух параллельно подключенных блоков питания?
  • Как контролировать резервирование?

Решение

Контроль резервирования QUINT Oring  

Контроль резервирования повышает степень готовности

Phoenix Contact предлагает вам подходящее решение в зависимости от выбранной для реализации концепции резервирования:

Резервная сеть питания
Задумываясь о резервном вспомогательном питании, необходимо задать себе вопрос, допустим ли отказ работы устройств управления вследствие исчезновения питания в низковольтной сети.

При отрицательном ответе необходимо запитывать сеть вспомогательного питания из двух различных сетей. Итак, или из двух независимых друг от друга по питанию низковольтных установок или из одной низковольтной установки и, например, аккумуляторной установки.

Резервирование с блоком питания

Обе полученные независимые цепи должны быть соответствующим образом распределены и сведены в правильных местах.

Низковольтные сети переводятся на уровень вспомогательного напряжения в релейных при помощи современных импульсных источников питания. В аккумуляторных установках колебания нагрузки при длинных проводниках приводят к колебаниям напряжения, которые могут помешать функционированию или укоротить срок службы
потребляющих устройств. Поэтому перед распределением необходимо стабилизировать напряжение из аккумуляторной установки до желаемого уровня при помощи преобразователя постоянного тока.

Примеры резервного электропитания  

Питание от 2 низковольтных сетей до модулей развязки (изображение слева)
Питание из низковольтной и аккумуляторной сети до модулей развязки (изображение справа)

Высота тока и положение блоков питания и преобразователя постоянного тока (расстояние до потребляющих устройств) играют важную роль при выборе правильного уровня напряжения и сечений проводников.

Как и ранее с аккумуляторной установкой действует правило: чем более централизованно происходит распределение вспомогательного напряжения, тем больше падение напряжения вследствие длинных проводников к
потребляющим устройствам. 28 В пост. тока не является редкостью, чтобы обеспечить потребляющее устройство желаемыми 24 В пост. тока. В данных случаях для минимизации падения напряжения часто выбирают большое сечение проводников.

При параллельном подключении обоих резервных цепей вспомогательного напряжения для развязки необходимо использовать подходящие диоды, чтобы избежать переходных токов.

Диодные модули QUINT Oring  

Резервный модуль сигнализирует OK

При этом в течение всего срока службы установки необходимо следить за тем, что резервирование возможно только тогда, когда сумма токов нагрузки всех потребителей не превышает максимального значения по току отдельного блока питания. Только так обеспечивается полный переход снабжения питанием при отказе одной из сетей.

Интеллигентные диодные модули (напр. QUINT Oring) берут на себя функцию контроля суммарного тока и оповещают при слишком высоком потреблении тока. Это упрощает расширение и идентифицирует скрытые ошибки (диагностическое обслуживание). Кроме того, эти интеллектуальные модули обеспечивают равномерную нагрузку обеих токовых цепей благодаря технологии Active Current Balancing (ACB), что максимально увеличивает срок службы блоков питания или преобразователей пост. тока.

О возникновении существенного отклонения выходного тока устройства сообщается своевременно. Часто за развязывающим диодом устанавливается предохранительный распределитель. С данного участка цепь питания не обладает резервированием даже при обеспечении питанием потребителя с резервными клеммами питания через два различных предохранителя. Возникающие в данной цепи или в предохранительном распределителе ошибки могут привести к отказу всей установки.

Полностью резервная система вспомогательного питания

Подсоединение потребителей через развязывающие модули  

Подсоединение потребителей через развязывающие модули

Оптимальная концепция резервирования полностью состоит из двух независимых сетей, подключенных при помощи двух блоков питания (или устройств сопряжения пост. тока) в каскаде с двумя интеллигентными модулями резервирования. Только так все потребители обеспечиваются резервным питанием, отдельные вспомогательные сети
нагружаются равномерно, а резервирование контролируется.

Каждый потребитель снабжается двумя раздельными проводниками питания: от каждого из двух устройств распределения потенциалов. К ним могут быть либо непосредственно подсоединены резервные клеммы питания потребителей типа 1. Непосредственно перед потребителем типа 2 обе отдельные цепи вспомогательного питания объединяются в одну при помощи дополнительного развязывающего модуля.

PHOENIX CONTACT - Россия
OOO "Феникс Контакт РУС"

119619, Москва,
Новомещерский проезд, д. 9, стр. 1
+7 (495) 933-8548