W automatyce przemysłowej stabilne zasilanie jest niezbędne do zapewniania ciągłości pracy i bezpieczeństwa całego systemu sterowania. Rozwiązaniem idealnie spełniającym te potrzeby są zasilacze impulsowe oraz transformatory separacyjne montowane na szynie DIN-rail w szafach rozdzielczych. Łączą prostotę montażu z dużą niezawodnością niezbędną w wymagających warunkach przemysłowych.
Podstawy montażu zasilaczy impulsowych i transformatorów na szynie DIN-rail
Mająca 35 milimetrów szerokości szyna DIN-rail spełnia wymagania normy EN 60715 umożliwiając szybkie, bezpieczne, stabilne i niewymagające stosowania specjalistycznych narzędzi podłączanie komponentów elektrycznych.
Montowane na niej zasilacze impulsowe przekształcają zmienne napięcie sieciowe o wartościach z zakresu 85-264 V AC na stabilne stałe napięcie wyjściowe 24 V DC stosowane do zasilania sterowników, czujników i napędów.
Transformatory separacyjne obniżają napięcie zasilania 230 V AC do bezpiecznych poziomów 12-24 V AC lub DC i zapewniają pełną izolację galwaniczną obwodów sterowania od sieci zasilającej. Charakteryzują się kompaktową budową, odpornością na temperatury w zakresie od minus 25°C do plus 70°C oraz zintegrowanymi zabezpieczeniami przed przegrzaniem i zwarciem, a także przeciążeniowe.
Zastosowania przemysłowe transformatorów i zasilaczy DIN rail?
Komponenty DIN-rail najlepiej sprawdzają się w modułowych szafach sterowniczych używanych na przykład w liniach produkcyjnych lub maszynach obróbczych. W ich przypadku ważny jest każdy centymetr wolnego miejsca, a większa elastyczność upraszcza i przyspiesza częste modyfikacje konfiguracji, które w tego typu rozwiązaniach należą do codzienności.
Są też zalecane w układach redundancyjnych, w których kilka zasilaczy łączy się równolegle. Rozwiązanie to zapewnia niezakłóconą pracę przy obciążeniach powyżej 100 W nawet w razie awarii jednego modułu.
Poza tym znacząco zmniejszają ryzyko usterek i przestojów podłączonych urządzeń w klasycznych środowiskach przemysłowych, w których występują silne wibracje, zapylenie i wilgoć dzięki stopniu ochrony od IP20 do IP67. Transformatory DIN-rail są niezbędne w instalacjach wymagających separacji systemów bezpieczeństwa lub sterowania niskonapięciowego.
Dlaczego warto osprzęt DIN-rail jest idealnym rozwiązaniem?
Przede wszystkim chodzi o szybkość i bezpieczeństwo montażu. Montaż na szynie DIN-rail skraca czas instalacji nawet o 70 procent w porównaniu do rozwiązań konwencjonalnych i ułatwia serwisowanie oraz rozbudowę szafy rozdzielczej.
Poza tym doskonałe parametry i niezawodność. Zasilacze przemysłowe osiągają bardzo wysoką sprawność rzędu 88-95 procent i wyposażone są w wielostopniową ochronę przed przepięciem, przeciążeniem, zwarciem i przegrzaniem oraz optyczną sygnalizację stanu (diody LED).
Najważniejsze zalety osprzętu DIN-rail:
- Wyjątkowa stabilność napięcia na poziomie ±1 procent przy uniwersalnym zakresie napięć wejściowych.
- Odporność na skoki napięcia sieciowego i zakłócenia elektromagnetyczne.
- Szeroka skalowalność mocy w zakresie od kilkunastu do kilkuset watów w przypadku urządzeń o kompaktowych obudowach pozwalających zoptymalizować wykorzystanie przestrzeni.
- Zgodność z międzynarodowymi standardami bezpieczeństwa takimi jak UL oraz CE oraz wymaganiami SIL/PL dla krytycznych aplikacji.
- Wysoka niezawodność i efektywność ekonomiczna dzięki niskiemu poborowi mocy i długoterminowej niezawodności obliczonej na setki tysięcy godzin pracy.
Najczęściej zadawane pytania
Jakie parametry ma transformator?
Standardowy transformator separacyjny na szynę DIN zasilany jest napięciem wejściowym o wartości 230 V AC. Charakteryzuje się:
- regulacją napięcia wyjściowego 12/24 V AC/DC przy mocy od 40 do 500 VA,
- izolacją międzyzwojów na poziomie 4 kV,
- stopniem ochrony IP20
- szerokim zakresem temperatur pracy od -20°C do +50°C.
Ponadto transformatory separacyjne wykorzystują często rdzenie toroidalne pozwalające zminimalizować straty mocy i zmniejszyć poziom hałasu.
Czym jest zasilanie przemysłowe?
Zasilanie przemysłowe to przede wszystkim stabilne, niskonapięciowe zasilanie prądem stałym – najczęściej 24 V DC – dostosowane do wymagań urządzeń automatyki, takich jak sterowniki, przekaźniki bezpieczeństwa, czy moduły I/O.
Jest odpowiednio stabilizowane i filtrowane, odporne na zakłócenia elektromagnetyczne oraz wahania napięcia w sieci
Zasilanie przemysłowe dostarczane jest przez urządzenia wyposażone w rozbudowane zabezpieczenia (przeciwzwarciowe, przeciążeniowe, przepięciowe) i często przystosowane do pracy w układach redundancji. Musi też zachować pełną funkcjonalność w znacznie trudniejszych warunkach środowiskowych, obejmujących szeroki zakres temperatur, podwyższoną wilgotność, obecność drgań i zanieczyszczeń typowych dla hal produkcyjnych.
Od rozwiązań spotykanych w instalacjach domowych odróżnia je spełnianie rygorystycznych norm bezpieczeństwa i jakości, takich jak seria IEC 61558, bardzo wysoka sprawność energetyczna oraz projektowana z góry długa żywotność w trybie pracy ciągłej.
Jaki zasilacz do sterownika PLC?
Do sterowników PLC, takich jak popularne modele kompaktowe stosowane w małych i średnich instalacjach automatyki, zalecany jest zasilacz impulsowy montowany na szynie DIN-rail z napięciem wyjściowym 24 V DC i mocą znamionową w zakresie 20-100 W.
Ważne jest zapewnienie niezbędnego zapasu mocy na poziomie co najmniej 30 procent maksymalnego prądu rozruchowego PLC (inrush current). Pozwala to zapobiec spadkom napięcia podczas startu systemu i gwarantuje stabilną pracę pod pełnym obciążeniem, w tym z podłączonymi modułami rozszerzeń czy obciążeniami peryferyjnymi.
Zasilacz powinien oferować także szeroki zakres napięć wejściowych od 90 do 264 V AC (uniwersalny dla sieci jednofazowych na całym świecie), kompleksową ochronę wielopoziomową obejmującą zabezpieczenia przed przepięciem, przeciążeniem, zwarciem oraz przegrzaniem, a także czytelną sygnalizację stanu pracy poprzez diody LED lub styki przekaźnikowe.
W praktyce dobór zasilacza zależy od skali: dla pojedynczego PLC wystarczy model o mocy 30-60 W, ale w przypadku szaf z wieloma modułami I/O czy komunikacyjnymi należy wybrać zasilacz o mocy 80-120 W z opcją redundancji, ponieważ zwiększa to dostępność systemu powyżej 99,9 procent. Należy też pamiętać o uwzględnieniu długości i przekroju przewodów, aby uniknąć spadków napięcia powyżej 5 procent.
