Voedingsconcept voor de hele wereld

Met keurmerken voor vele landen

Ondanks dat stroom en spanning overal op de wereld hetzelfde zijn, wil dat nog niet zeggen dat overal dezelfde voedingen toegepast mogen worden. Voor machinebouwers die hun machines over de hele wereld uitleveren, heeft dat grote consequenties. Het zijn met name de regeltjes en normen die maken dat het lastig is gebruik te maken van één systeem dat overal toepasbaar is. Toch wil dit niet zeggen dat we altijd gebonden zijn aan systemen die per land aangepast moeten worden. De opzet van het voedingenconcept Mico Pro van Murrelektronik laat zien dat één en dezelfde configuratie bijna wereldwijd toepasbaar is.

De eisen die aan stuurstroomcircuits worden gesteld, kunnen per land of regio sterk verschillen. Bedrijven die een groot aantal machines naar internationale markten exporteren, moeten daarom veelal verschillende concepten voor schakelkastvoedingen creëren. Afhankelijk van de markt moeten ze verschillende producten gebruiken, verschillende bedradingsconcepten gebruiken en/of verschillende methoden gebruiken om de netspanning en de secundaire spanning te beveiligen. Het zijn immers niet alleen de verschillende spanningen en frequenties van de netspanning waarmee rekening gehouden dient te worden, maar vooral de grote verscheidenheid aan internationale normen en specificaties.

Complex
Levering aan internationale markten maakt de dagelijkse praktijk complex. Sommige landen gebruiken het metrische stelsel en andere het Imperial system (USC of BI). Soms zijn de IEC-normen relevant, andere keren de UL-normen. Het uitzoeken van deze zaken kost tijd en geld en producten moeten op verschillende manieren worden ingebouwd in het systeem, getest op compatibiliteit en worden goedgekeurd. Daar komt bij dat iedereen die betrokken is bij het installeren van besturingscircuits bekend moet zijn met de verschillende normen en eisen. Tenslotte is het beschikbaar hebben van de juiste onderdelen voor de verschillende markten een logistieke nachtmerrie waar menige machinebouwer over mee kan praten.
Met de producten uit o.a. het Mico-Pro-pakket van Murrelektronik is een wereldwijd inzetbaar netvoedingsysteem te maken dat gemaakt is volgen een uniform ontwerp en heel veel goedkeuringen en certificeringen heeft. Ze zijn ontwikkeld en getest om te voldoen aan internationale normen zodat de machines systemen waarin deze componenten op de juiste manier zijn ingebouwd overal ter wereld kunnen worden gebruikt (afbeelding 1).

Maximaal modulair
Voor het maken van een voedingssysteem dat wereldwijd toepasbaar is, is het natuurlijk als eerste van belang dat er gebruik gemaakt wordt van een netvoeding die aan alle internationale eisen voldoet. Om te beginnen is dat natuurlijk de netspanning. Vandaag de dag is het niet meer zo ingewikkeld om een voeding te maken die een heel breed spanningsbereik heeft en geschikt is voor verschillende netfrequenties. Wanneer deze voeding zo is ontworpen dat hij voldoet aan alle normen, dan is hiermee het gedeelte van de netspanning voor een groot deel conform de standaarden afgehandeld. Blijft dan het secundaire deel over waarover ook internationaal het nodige is vastgelegd in normen en regels. Zo gaan bijvoorbeeld Amerikaanse normen uit van stromen tot 4 A voor het stuurstroomcircuit wat maakt dat alle DC-stromen in de machine afgezekerd moeten worden op maximaal 4 A. Hiervoor zijn de Mico Pro stroombewakingsmodules perfect inzetbaar. Zij zijn gemaakt voor gebruik bij 12 en 24 VDC toepassingen en hebben een gepatenteerde uitschakeltechniek. De beveiligingsmodules zijn te beschouwen als zekeringautomaten, maar doordat ze veel intelligenter zijn, is de beveiligingsfunctie veel beter en ook slimmer, maar ook uitgebreider. Hierdoor zijn ze zeer geschikt om gebruikt te worden voor het beveiligen van de stuurstromen in schakelkasten. Door de modulaire opbouw is het systeem precies af te stemmen op de gewenste toepassing (afbeelding 2). Daarbij kunnen ze veel meer dan een standaard zekeringautomaat, zijn ze compacter en door de manier waarop ze aangesloten worden ook nog eens veel overzichtelijker in het gebruik. De bedrading in de kast is veel netter te ordenen door het geïntegreerde concept voor stroomverdeling. Bovendien kan er gekozen worden tussen modules met een, twee of vier uitgangen
De modules zijn leverbaar voor het beveiligen van stromen van 2, 4, 6, 8, 10 en 16 A. Per stroom zijn dit Fix-modules met een vast ingestelde stroomwaarde, zodat deze niet onverhoopt veranderd kan worden. Ook zijn er Flex-modules waarbij de te bewaken stroom met een knopje instelbaar is van 1 tot 10 A of 11 tot 20 A. Alle modules vallen op door hun bescheiden afmeting van 8, 12 of 24 millimeter.

Potentiaalverdeler
Naast de intelligente beveiligingsmodules bevat het systeem ook potentiaalverdeler, waarmee de bedrading in de schakelkast significant eenvoudiger wordt. Elk kanaal heeft aansluitmogelijkheden voor +24 V en 0 V. Externe 0-V-klemmen zijn daardoor niet langer nodig. Het nulpotentiaal kan direct via de Mico Pro worden aangesloten. Dit zorgt voor een overzichtelijke installatie en een aanzienlijk lagere bedradingtijd. Bovendien leidt het tot meer ruimte in de schakelkast en zorgt het uiteindelijk voor lagere kosten. Met extra potentiaalverdelers kunnen per Mico-kanaal maximaal 2 x 12 potentialen worden aangesloten.

Praktisch in gebruik
De beveiligingselementen uit het Mico Pro-programma zijn zoals gezegd veel meer dan een zekeringautomaat. Dit is natuurlijk wel de hoofdfunctie en net als hun broertjes hebben ze ook een afschakelcurve waarbij stroom en tijd het trippunt bepalen (afbeelding 3). Groot verschil is het feit dat ze zijn uitgerust met signaleringsfuncties. Niet alleen kunnen ze met de besturing van de machine communiceren om aan te geven of ze al dan niet geactiveerd zijn, ook geven ze een seintje als de stroom een waarde van 90% van de nominale stroom overschrijdt. Dit kan het geval zijn als er nieuwe verbruikers worden aangesloten of als het stroomverbruik van reeds aangesloten verbruikers toeneemt, bijvoorbeeld als gevolg van slijtage. De besturing weet door de signalering dat er iets niet in orde is en kan gepaste maatregelen nemen.
De beveiligingselementen hebben ook ingangen waarmee de stroom te schakelen is. De machinebesturing kan hier gebruik van maken en is het niet noodzakelijk meer om extra schakelelementen toe te voegen. Ook kan de stroom handmatig geschakeld worden. Daarvoor is de module uitgerust met een drukknop en een aantal LED’s om de status weer te geven. Voor de status-LED geldt dat deze continu groen oplicht zolang alles in orde is. Wordt 90% van de ingestelde of vooraf bepaalde aanspreekstroom bereikt, dan gaat de LED groen knipperen. Bij ingebruikname van de installatie kan de voorwaarschuwing helpen een verkeerd geïnstalleerd stroomcircuit te signaleren.
Als de aanspreekstroom wordt overschreden, schakelt Mico Pro het betreffende kanaal onmiddellijk en doelgericht af. De status-LED knippert rood en wordt er een melding aan de besturing verzonden. De operator kan het kanaal opnieuw activeren door ter plaatse op de Mico Pro een toets in te drukken of door op afstand via de besturing een vrijgave signaal te geven. Bij onderhoudswerkzaamheden kan een kanaal ook handmatig worden uitgeschakeld.
De status-LED blijft dan rood branden en de mogelijkheid het kanaal op afstand weer in te schakelen wordt tijdelijk ongedaan gemaakt.
Door de kanaalspecifieke schakelfunctie via een PLC-signaal is het mogelijk om delen van de installatie in- of uit te schakelen. Hierbij kunnen zowel korte schakelfrequenties (tot 10 Hz) als langere periodes worden gerealiseerd, bijvoorbeeld om bepaalde delen van de machine in ruststand te zetten als ze niet hoeven te produceren. De LED van het betreffende kanaal brandt tijdens zo’n periode oranje.

Gekeken naar de toepassing
Bij het ontwikkelen van de Mico Pro serie is goed gekeken naar de applicaties waarvoor de modules ingezet worden. Zo is de afschakelkarakteristiek afgestemd op capacitieve belastingen. Probleemloos kunnen besturingscomponenten zoals sensoren, netwerkmodules, motorsturingen, etc via Mico Pro van stroom voorzien worden. Zolang de totale buffercapaciteit in de voedingen van de aangesloten apparaten niet hoger is dan 30.000 µF zal de inschakelpiek ten gevolge van het laden van alle capaciteiten geen gevolgen hebben.

En meer
Dat met de diverse componenten uit het Mico Pro programma een voeding is te maken die probleemloos overal inzetbaar, wil nog niet zeggen dat het uiteindelijke resultaat ook aan alle normen voldoet. Er komt immers meer kijken bij het maken van het voedingscircuit. Zo is bijvoorbeeld ook draaddiameter in een aantal normen vastgelegd, hetgeen wil zeggen dat ook daar naar gekeken moet worden. Gelukkig hoeft u hier niet zelf het wiel uit te vinden. Murrelektronik heeft een white paper uitgebracht waarin heel veel van dit soort bijkomende zaken besproken worden.