ZOSTAŃ PARTNEREM PORTALU
Firma Johnson Controls jest czołowym dostawcą sprzętu automatyki budynkowej, systemów kontroli oraz usług w zakresie ogrzewania, wentylacji, klimatyzacji i chłodnictwa, a także systemów zabezpieczeń.

KATALOG PRODUKTÓW

POZNAJ JOHNSON CONTROLS

Jak dobrać zasilacz do sterownika PLC.

Jak dobrać zasilacz do sterownika PLC.

Dostajemy sporo pytań od młodych automatyków odnośnie pomocy przy wyborze odpowiedniego sterownika PLC do nauki. Częstym wyborem jest zestaw startowy PLC Siemens S7-1200, LOGO! 8, Fatek, Unitronics lub inny PLC. Przy wyborze sterownika warto, między innymi, zwrócić uwagę na jego zasilanie. Przykładowo sterownik Siemens S7-1200 CPU 1212C AC/DC/RLY jest zasilany napięciem przemiennym 230V Aby stworzyć swoją pierwszą drabinkę wystarczy go jedynie podłączyć do gniazdka 230V. Jest to sprawa oczywista i niestwarzająca żadnych wątpliwości. A co jeśli będziemy posiadać sterownik zasilany napięciem nieprzemiennym, a stałym 24V, np. jednostkę CPU 1212C DC/DC/RLYNie podłączymy go przecież do gniazdka 230VAC… no chyba że chcemy przetestować wytrzymałość układu zasilania takiego sterownika (nie polecam!). W takich przypadkach musimy posiadać zasilacz który przetworzy napięcie 230VAC na 24VDC.

Jak wybrać odpowiedni zasilacz? Aby odpowiedzieć na to pytanie zbudujemy własny zestaw PLC+HMI, obliczmy pobór prądu i dobierzemy odpowiedni zasilacz. Zatem do dzieła!

Nasz zestaw będzie składał się z następujących elementów:

Sterownik PLC Siemens

SIMATIC S7-1200, CPU 1214C DC/DC/RLY (6ES7 214-1HG40-0XB0)

[Dokumentacja techniczna]

Sprawdź cenę w ebmia.pl

Moduł wejść analogowych Siemens

SIMATIC Moduł SM 1231, 8xAI (6ES7231-4HF30-0XB0)

[Dokumentacja techniczna]

Sprawdź cenę w ebmia.pl

Płytka komunikacyjna RS485 Siemens

SIMATIC Moduł CB 1241, RS485 (6ES7241-1CH30-1XB0)

[Dokumentacja techniczna]

Sprawdź cenę w ebmia.pl

Panekl dotykowy Weintek

Panel eMT3070A 7.0” (MT6070IE)

[Dokumentacja techniczna]

Sprawdź cenę w ebmia.pl

NAPIĘCIE

Przy każdym elemencie umieszczono link z dokumentacją techniczną, przyjrzyjmy się wszystkim instrukcjom. Pierwszą rzeczą na którą powinniśmy zwrócić uwagę to oczywiście rodzaj zasilania elementu. Instrukcję są w języku angielskim więc szukamy słów kluczowych tj. : „Power supply”, „Input power”, „Supply voltage”.

CPU1214C SM 12131 HMI

Analizując powyższe dane możemy stwierdzić, że wszystkie elementy są zasilane napięciem stałym 24V, moduł SIMATIC  CB 1241 celowo został pominięty w powyższym zestawieniu ponieważ nie wymaga osobnego podłączenia do zasilania, które czerpie bezpośrednio z CPU. Ponadto zauważamy również, że fragmenty instrukcji przedstawiają informację o zakresie tolerancji napięcia dla normalnej pracy. W PLC jak i HMI tolerancja wynosi ±20%.

PRĄD i MOC

Idąc dalej, informacja wskazująca pobór prądu kryję się pod hasłami tj. : „Power Consumption”, „Current consumption”.

CPU 1214C SM 1231
CB 1241 HMI

CPU 1214

Średni pobór prądu sterownika wynosi 500mA. Zwróćcie uwagę, że w przypadku gdy jest on wyposażony we wszystkie moduły rozszerzeń, pobór prądu zwiększy się aż 3-krotnie! Należy o tym pamiętać przy doborze zasilacza, w przypadku chęci rozszerzenia naszego zestawu w przyszłości o kolejne moduły zasilacz który został dobrany bez większej rezerwy będzie niewystarczający.

Korzystając ze wzoru na moc elektryczną P=U*I, wyliczmy :

Moc pobierana przez PLC: 500mA*24VDC=12W

Moduł analogowy SM 1231

Średni pobór prądu modułu rozszerzeń wynosi 45mA. Należy jednak pamiętać o magistrali rozszerzeń, która pobiera prąd wielkości 90mA przy 5 VDC.

A więc liczymy:

Moc pobierana przez moduł: 45mA*24VDC=1,08W

Moc pobierana przez magistralę rozszerzeń: 90mA*5VDC=0,45W

Całkowita moc pobierana przez moduł będzie wynosiła 1,53W

Moduł komunikacyjny CB 1241

Ostatni element z grupy sterownika to jego moduł komunikacyjny. Jest on zasilany z magistrali rozszerzeń sterownika i pobiera 50mA przy napięciu 5VDC. W instrukcji znajduje się informacja, że moduł pobiera 1,5W mocy, zamiast obliczeń można przyjąć informację od producenta.

Panel HMI MT6070iE2

Prąd jaki pobiera wyświetlacz wynosi 350mA. A zatem ponowne podstawienie do wzoru P=U*I i otrzymujemy

Moc pobierana przez HMI:  350mA*24VDC=8,4W

Moc zestawu

Obliczyliśmy już moce poszczególnych elementów. Zostało obliczyć moc całkowitą:

Moc pobierana przez cały zestaw: 12W+1,53W+1,5W+8,4W=23,43W

Teraz wystarczy dobrać odpowiedni zasilacz do obliczonej mocy zestawu, która wynosi w zaokrągleniu 23,5W. Musimy więc pamiętać aby zasilacz wytwarzał średnią moc nie mniejszą niż 23,5W, jego prąd wyjściowy powinien być większy niż:

23,5W/24V=0,98A.

DOBÓR ZASILACZA

Porównajmy parametry dwóch zasilaczy do zapotrzebowania naszego zestawu:

Zasilacz MeanWell DR-15-24

[Dokumentacja technicza]

Zasilacz MeanWell RS-50-24

[Dokumentacja technicza]

 

Czego szukamy? Przede wszystkim musimy być pewni czy zasilimy taki zasilacz. Najczęstszym napięciem jakim dysponujemy to 230V prąd przemiennego i częstotliwości 50Hz z naszego domowego gniazdka. Sprawdźmy jakiego napięcia potrzebują wymienione zasilacze:

Zasilacz DR-15-24
Zasilacz RS-50-24

Oba zasilacze pracują w podobnych zakresach napięcia 88-264VAC oraz częstotliwości: 48-63Hz. Pod względem zasilania wejściowego śmiało możemy zastosować oba zasilacze. Pod tym względem zasilacze pasują do naszego zestawu, teraz należy sprawdzić ich parametry wyjściowe. Czego szukamy? Pierwszy najważniejszy parametr to napięcie wyjściowe. Elementy naszego zestawu są zasilane napięciem 24VDC, więc takiego powinniśmy szukać. Kolejnymi parametrami do weryfikacji będą wytwarzana moc oraz prąd wyjściowy.

Na początek zasilacz DR-15-24:

DC Voltage. Napięcie na wyjściu zasilacza wynosi 24VDC, tyle ile potrzebujemy.

Rated current. Current range. Zakres prądu wyjściowego jest w granicach 0-0.63A. Prąd jaki będzie pobierał nasz zestaw według obliczeń wynosi 0,98A. W tym miejscu powinniśmy już odrzucić ten zasilacz, ale przeanalizujmy kolejny parametr jakim jest moc wytwarzana.

Rated power. Moc jaką wytwarza zasilacz to 15.2W. Również jest to za mało. Zasilacz jest zdecydowanie za słaby na nasz zastaw sterownika i panela.

Drugi zasilacz to RS-50-24:

Napięcie wyjściowe zasilacza tak jak w przypadku poprzedniego to 24VDC.

Kolejne najważniejsze parametry: prąd oraz moc. Średni prąd wyjściowy w granicach 2.2A. Moc wytwarzana 52.8W. W przypadku tego zasilacza parametry dwukrotnie przekraczają prąd jak i moc. Śmiało możemy go wybrać jako ostatni element naszego zestawu. Jest on przewymiarowany i oczywiście zapłacimy za niego więcej niż w przypadku zasilacza obciążonym jego prądem nominalnym. Korzyścią jednak jest to, że przy wyborze takiego zasilacza zwiększymy jego niezawodność oraz znacznie przedłużymy czas bezawaryjnej pracy. Dodatkowy atut to zapas mocy, który możemy w przyszłości wykorzystać do rozbudowy układu sterowania.

Praktyk i zasad doboru zasilacza jest kilka, możemy na przykład przyjąć zasadę że powinno się dobrać zasilacz o przynajmniej 20% mocy większej niż znamionowe zapotrzebowanie układu sterowania. W praktyce okazuje się natomiast, że warto mieć tego zapasu znacznie więcej.

Oprócz tego, warto pamiętać o zabezpieczeniu zarówno zasilacza (bezpiecznik przed zasilaczem) oraz zabezpieczeniu urządzeń (bazpiecznik lub bezpieczeniki za zasilaczem) jest to jednak temat na zupełnie oddzielny artykuł. Przy okazji zapraszam Was do dołączenia do naszej grupy na Facebook Automatyk Może Więcej.

GDZIE ZNALEŹĆ ZASILACZ ?

Polecamy odwiedzić sklep internetowy EBMiA.PL, w którym jest możliwość wygodnego filtrowania parametrów zasilaczy. Warto zwrócić uwagę na zasilacze firmy MeanWell, które cieszą się dużą popularnością w branży automatyki:

Czy ten temat został wyczerpany ?

Na pewno nie ! Jeżeli dodałbyś coś jeszcze to podziel się tym z nami w komentarzu 🙂

Leave your vote

0 points
Upvote Downvote

Total votes: 0

Upvotes: 0

Upvotes percentage: 0.000000%

Downvotes: 0

Downvotes percentage: 0.000000%

14 grudnia 2016 / Autor Grzegorz Turowski / Kat. , ,
  • Przemek

    super artykuł ! Na pewno się przyda.

  • Naprawdę dobry artykuł. Polecam każdemu.

  • agg

    Super, wytłumaczone od podstaw!

  • Aleksander

    Hej,
    Mam pytanie do osób z większym doświadczeniem – jak w dłuższym użytkowaniu spisują się zasilacze Mean Well?
    Zastanawiam się nad przejściem z Lovato na MW które dużo lepiej wypada cenowo i gabarytowo.
    Dzięki z góry

Hey there!

Sign in

Forgot password?

Don't have an account? Register

Close
of

Processing files…