Выбор источника питания для цепей автоматики и КИП

Для питания контроллеров, систем ввода-вывода, датчиков и других элементов промышленной автоматики часто используется постоянный ток (DC) напряжением 24 Вольта (24 V) или 12 Вольт (12 V).

Для обеспечения питания этих цепей нужны специализированные источники питания, использующее входное сетевое напряжение: однофазное 220 Вольт (220 V) или трехфазное 380 Вольт (380 V) переменного (AC) тока и преобразующие его в напряжение необходимого значения, например 24 V DC.

В ряде случаев необходимо увеличить или уменьшить напряжение постоянного тока для питания отдельных элементов, например когда большая часть системы использует питание 24 V DC, а отдельные элементы — 12 V DC.

В настоящее время в системах промышленной автоматики широко используются импульсные источники питания, поэтому в данной статье в качестве примеров будет рассматриваться выбор источников питания импульсного типа.

Для оптимального выбора источника питания нужно выделить пять параметров:

1. Входное напряжение питания — напряжение, к которому непосредственно будет подключен источник питания. Самым распространенным случаем является однофазное напряжение 220 V AC. Подключение к сети трехфазного напряжения 380 V AC обычно осуществляется при использовании источника питания большой мощности.

2. Выходное напряжение питания — напряжение, которым источник питания будет обеспечивать потребителей (контроллеры, датчики, панели оператора и т. д.). В промышленной автоматике самым распространенным является 24 V DC, но нередко можно встретить потребителей с другим номинальным напряжением, например 12V DC или 48 V DC.

3. Номинальная выходная мощность / номинальный выходной ток источника питания.

Источник питания должен обеспечивать необходимую мощность для питания всех потребителей. Мощность источника питания должна быть на 15-20% больше суммарной мощности потребителей. Резерв мощности необходим для устойчивой работы в режиме пускового тока потребителей, поскольку питаемые электроустановки во время запуска могут потреблять больший ток, чем во время постоянной работы. Резерв также может быть использован в случае появления дополнительных потребителей.

На источниках питания может быть указан как номинальный выходной ток, например 2,5 А, так и номинальная мощность, например, 60 Вт., которая рассчитывается следующим образом:

P = I * U,

где, P – мощность источника питания, Вт;

I – номинальный выходной ток источника питания, А;

U – номинальное выходное напряжение источника питания, В.

Рассмотрим на примере: имеется источник питания с выходным напряжением питания 24 V DC, номинальным током 2,5 А, тогда его номинальная мощность составит:

P = 2,5 * 24 = 60 Вт.

Аналогичным образом, зная мощность источника питания, можно определить его номинальный ток. Зная мощность источника питания, например 100 Вт, и зная его выходные напряжение, например 12 V DC, можно легко найти его номинальный ток:

I = P / U = 100 / 12 = 8,33 А.

4. Тип корпуса источника питания.

Корпус источника питания должен обеспечивать удобство монтажа и безопасность эксплуатации. Выпускаются источники питания для монтажа винтами на монтажную панель или на монтажную рейку (DIN-рейку), в компактных, модульных или специализированных корпусах.

5. Наличие специальных функций.

В зависимости от условий применения источники питания могут иметь следующие дополнительные функции:

- дополнительный аварийный или сигнальный контакт;

- возможность резервирования питания;

- повышенную перегрузочную способность;

- возможность работы в условиях низких температур (до -40 °С);

- возможность программирования режимов работы и функций сигнальных контактов;

- обеспечение селективности автоматических выключателей защиты цепей нагрузки (SFB) и т. д.

Пример выбора источника питания в интеренет-магазине Агава

Многие производители выпускают несколько линеек источников питания для различных задач. Рассмотрим на примере источников питания Phoenix Contact:

Источники питания с базовым набором функций:

- UNO Power – источники питания в компактном корпусе для установки на монтажную рейку;

- STEP Power – источники питания в модульном корпусе для установки на на монтажную рейку .

Более подробно эти серии рассмотрены в статье «Источники питания с базовым набором функций - UNO Power и STEP Power».

Источники питания со стандартным набором функций:

- TRIO Power – стандартный источник питания в компактном корпусе для общепромышленного применения.

- MINI Power – источник питания в корпусе ME для цепей КИП;

Более подробно эти серии рассмотрены в статье «Источники питания со стандартным набором функций - MINI Power и TRIO Power».

Источники питания с расширенным набором функций:

- QUINT Power – источники питания с расширенным набором функций для ответственных применений и экстремальных условий эксплуатации.

Более подробно эта серия рассмотрена в статье «Источники питания QUINT Power с расширенным функционалом»

Рассмотрим выбор простого источника питания с использованием конфигуратора интернет-магазина Агава.

Исходные данные: необходимо обеспечить питание оборудования 24 V DC: панели оператора MT8101IE (потребляемый ток 0,4 А), контроллера Siemens S7-1200 с системой ввода-вывода (потребляемый ток 1,2 А), установленных в боксе. Сетевое напряжение 220 V AC.

Необходим источник питания:

С входным напряжением 220 V AC;

Выходным напряжением 24 V DC;

Источник питания должен обеспечивать выходной ток:

I = (Iпанели + Iконтроллера)*1,2 = (0,4 + 1,2) * 1,2 = 1,92 А,

где 1,2 — коэффициент запаса, гарантирующий запас в 20% от необходимого;

Ограничим диапазон выходного тока в конфигураторе от 2 до 3 А

и сконфигурирурием источник питания:

Конфигуратор предлагает 4 предложения. Поскольку специальных требований к корпусу нет и  базовых функций будет достаточно, можно выбрать источник питания исходя из цены - наиболее доступным по этому критерию является UNO Power с параметрами ближайшими к расчетным в большую сторону: UNO-PS/1AC/24DC/ 60W, артикул 2902992 (выходной ток 2,5 А). При переходе в карточку можно сразу посмотреть примерный срок отгрузки товара.

Для помощи в выборе источника питания любого типа можно отправить запрос в произвольной форме по адресу sales@agava-shop.ru или через форму быстрой заявки.