Recenzja zabezpieczenia elektronicznego MICO PRO od MURRELEKTRONIK

Większość urządzeń automatyki pracuje korzystając z zasilania prądem stałym o napięciu 24 V. Napięcie do układów sterowania dostarczają zasilacze zmieniając napięcie sieciowe np. 230 VAC na napięcie stałe. W celu ochrony urządzeń automatyki i przewodów przed działaniem prądów przeciążeniowych lub zwarciowych stosujemy różne zabezpieczenia. Najczęściej używa się w tym celu bezpieczników topikowych i wyłączników nadprądowych, ale istnieją też zabezpieczenia elektroniczne.

Wszystkie rodzaje zabezpieczeń mają swoje wady i zalety. W tym artykule krótko przedstawimy klasyczne rozwiązania zabezpieczeń nadprądowych, aby później skupić się na zabezpieczeniach elektronicznych. Konkretnie będzie mowa o MURRELEKTRONIK MICO PRO,  jako kolejnym urządzeniu, które trafiło do redakcji iAutomatyka.pl.

Bezpieczniki topikowe i wyłączniki nadprądowe

Bezpieczniki topikowe są bardzo tanie i niezawodne dzięki prostocie działania, ale niestety jednorazowe oraz nie można w ich przypadku przewidzieć dokładnie przy jakim prądzie zadziałają. W bezpieczniku znajduje się cienki drut, który nagrzewa się pod wpływem płynącego prądu.

Średnica drutu dobrana jest tak, żeby przepalił się przy prądzie trochę większym niż prąd znamionowy. I tutaj pojawia się problem, bo nie da się precyzyjnie określić ani prądu, przy którym się przepali ani czasu, w którym do tego przepalenia dojdzie. Przeważnie średnicę drutu dobiera się tak, aby przepalił się przy wartości prądu o ok. 50% większej niż prąd znamionowy.

Pod względem pewności działania lepiej wypadają automatyczne wyłączniki nadprądowe. Posiadają one charakterystyki wyłączeniowe gwarantowane przez producentów. Na pierwszy rzut oka taka charakterystyka nie jest czytelna, ale z czasem każdy elektryk i automatyk będzie musiał się z tym zapoznać. To tak jak nauka odczytywania godziny z zegarka ze wskazówkami, kiedyś nie umiałeś – dzisiaj umiesz, bo musisz :).

Z powyższej charakterystyki wynika, że dla prądu wynoszącego 150% wartości prądu znamionowego (przy takiej wartości przepala się bezpiecznik topikowy) zabezpieczenie zadziała w czasie między 50, a 300 sekundami. Nie jest to zbyt precyzyjne. Dopiero przy wartościach prądu wynoszących trzykrotność prądu znamionowego wyłącznik zadziała natychmiast. Stosowanie zabezpieczeń z taką dużą tolerancją i czasem zadziałania jest jak najbardziej w porządku, pod warunkiem, że zabezpieczany układ zasilania lub sterowania nie wymaga bardziej precyzyjnych i niezawodnych zabezpieczeń.

Zabezpieczenia elektroniczne

Jako, że bezpieczniki topikowe i automatyczne wyłączniki nadprądowe nie są pozbawione wad musiało powstać inne rozwiązanie. Sterowniki PLC, czy czujniki to wrażliwe i drogie urządzenia elektroniczne, które nie mogą być poddawane działaniu prądu przeciążeniowego przez zbyt długi czas. Jednocześnie irytujące byłoby, gdyby napięcie było odłączane przy wystąpieniu nawet najmniejszego przeciążenia natychmiast. Dlatego zabezpieczenia elektroniczne idą na kompromis i dopasowują się do wymagań urządzeń automatyki.

Jednym z takich rozwiązań jest MICO PRO.

MICO PRO to modułowy system urządzeń, przeznaczony do zasilania i monitorowania prądu. Dzięki modułowości i skalowalności może być dostosowany do potrzeb aplikacji. System można konfigurować z 18 różnych modułów, do których możemy podłączyć urządzenia, układy sterowania a także nimi sterować, odczytywać dane o stanie zabezpieczanych obwodów oraz sporo więcej.

Moduł zasilania

MICO PRO PM (Power Module) musi znaleźć się w każdym systemie MICO PRO. Jest to źródło zasilania dla systemu. Zasilanie na każdy kolejny moduł w systemie przekazywane jest za pomocą mostków. Moduł, jak i cały system, może pracować zarówno na napięciu 12 VDC, jak i 24 VDC.

Na froncie modułu znajdziemy przyłącza zasilania oraz dwie diody kontrolne – zielona Power i czerwona Alarm. Dioda Power sygnalizuje działanie systemu MICO PRO, natomiast dioda Alarm wskazuje, że przynajmniej jeden z kolejnych modułów dokonał rozłączenia obwodu w wyniku wystąpienia przeciążenia, zwarcia, lub został ręcznie wyłączony.

W górnej części modułu znajdują się dwa wejścia cyfrowe ON i CTRL, które interpretują jako stan wysoki sygnał 9-30 VDC. Wejście ON służy do załączenia modułu po raz pierwszy, lub po wystąpieniu błędu, natomiast wejście CTRL do wyłączania i włączania modułu w dowolnym czasie. Aby załączyć moduł przez terminal ON należy podać na niego sygnał wysoki (9-30 VDC) przez minimum 120 ms. Natomiast jeżeli chcemy skorzystać z wejścia CTRL należy wiedzieć, że moduł załączamy podając tam sygnał wysoki przez 20 lub 200 ms, a wyłączamy podając sygnał przez 40 lub 400 ms.

Moduł zasilania posiada też dwa wyjścia kontrolne Alarm i 90%. Oba wyjścia są bezpotencjałowe i wymagają doprowadzenia zasilania. Pracują w logice NC – to znaczy, że obwód jest zamknięty w stanie normalnym i dopiero gdy dochodzi do zakłócenia zostaje przerwany. Wyjście Alarm informuje o wystąpieniu błędu (rozłączeniu któregoś z kanałów na jakimkolwiek module), a wyjście 90% informuje o tym, że obciążenie systemu wynosi więcej, niż 90% prądu znamionowego.

Moduły flex

W ofercie Murrelektronik znajdziemy cztery rodzaje modułów flex. Dlaczego flex? Moduły te charakteryzują się możliwością nastawienia znamionowego prądu obciążenia. Występują w wersjach z jednym, dwoma, lub czterema kanałami. Moduły jednokanałowe dodatkowo występują w dwóch wersjach, gdzie prąd znamionowy możemy ustawić w zakresie 1-10 A, lub 11-20 A. Na modułach dwukanałowych i czterokanałowych ustawić możemy prąd w zakresie 1-10 A.

Każdy kanał posiada osobne zabezpieczenie naprądowe, a znamionowy prąd obciążenia można ustawić niezależnie dla każdego kanału. Z charakterystyki dostarczonej przez producenta wynika, że na natychmiastowe wyłączenie (poniżej 100 ms) możemy liczyć przy wartości prądu przeciążenia wynoszącej już 1,9 raza więcej niż prąd znamionowy. Przy zwarciu czas ten spada do zaledwie 5 ms.

Za rozłączanie wyjścia pod wpływem zbyt wysokiego prądu obciążenia odpowiada mikroprocesor, który nieustannie monitoruje wartość prądu w układzie.

Na froncie modułu flex znajdziemy po dwa przyciski funkcyjne dla każdego kanału oraz 10 diod, które informują o tym, jaki prąd znamionowy został ustawiony dla danego kanału. Górny przycisk służy do ręcznego włączania i wyłączania kanału. Dolny przycisk służy do ustawiania prądu znamionowego.

Jak to zrobić? To proste.

Górny przycisk jednocześnie służy do wizualnej diagnostyki. Jeżeli jest podświetlony na zielono – wszystko działa, jeżeli podświetli się na czerwono oznacza, że wystąpiło przeciążenie lub zwarcie i kanał został wyłączony.

W górnej części modułu znajdują się dwa terminale wejściowe i jeden wyjściowy – 90%. Podobnie jak w przypadku modułu PM wyjście 90% sygnalizuje przekroczenie 90% prądu znamionowego, a wejścia to ON i CTRL. Wejście ON służy do zresetowania kanału po wystąpieniu błędu, a wejście CTRL do włączania i wyłączania kanału. Należy pamiętać, że kanał wyłączony przez podanie sygnału na wejście CTRL może być włączony tylko w ten sam sposób, a kanał wyłączony przyciskiem ręcznym może być włączony jedynie przez ponowne wciśnięcie tego przycisku.

W dolnej części modułu znajdują się zaciski zasilania, z których zasilamy pożądane urządzenia, oraz wyjście Alarm, które sygnalizuje zadziałanie zabezpieczenia nadprądowego.

Przyciski służące do włączania i wyłączania kanałów umożliwiają też diagnostykę modułów. W zależności od koloru podświetlenia i rodzaju świecenia przedstawiają różne informacje:

Moduły fix

Moduły fix to moduły ze stałym zakresem prądu znamionowego. Istnieją jednokanałowe moduły fix o prądzie znamionowym 2, 4, 6, 8, 10, 16 A oraz dwukanałowe i czterokanałowe o prądzie 2, 4, 6 A. Moduły fix nie posiadają wejść umożliwiających sterowanie z PLC, ani wyjść oferujących diagnostykę.

Na froncie modułów znajdują się przyciski służące do włączenia i wyłączenia kanałów oraz umożliwiające diagnostykę wizualną tak, jak w przypadku modułów flex.

Blok potencjałów

W systemie MICO PRO znajdziemy też blok potencjałów Mico Pro PD. Jest to moduł, który posiada 12 par złączy zasilania. Blok potencjałów bazuje na zabezpieczeniu wbudowanym w moduł zasilania (20 A). Jest to niezwykle proste urządzenie, które jedynie przekazuje zasilanie dalej, ale wrażenie może robić jego niezwykle mały rozmiar, jak na możliwość podłączenia 12 różnych urządzeń.

Schemat połączeń wewnątrz PD:

Zalety systemu MICO PRO

Skalowalność

System MICO PRO jest w pełni skalowalny. W jednym systemie może znaleźć się maksymalnie 40 modułów MICO PRO, w tym 3 moduły PM, a maksymalne obciążenie może wynosić 40 A na jeden moduł PM. Wybierać możemy z 18 różnych modułów i dowolnie je ze sobą łączyć tak, aby optymalnie dobrać urządzenia do aplikacji.

Pewność działania

Moduły MICO PRO fix i flex nie polegają na członach termicznych, czy bezpiecznikach topikowych. W modułach tych za pomocą mikroprocesora nieustannie monitorowany jest poziom prądu, a na podstawie tego pomiaru zapada decyzja czy należy rozłączyć układ, czy nie.

Zintegrowany blok potencjałów

Dzięki temu, że zasilanie z jednego bloku na drugi jest przekazywane przez dedykowany mostek okablowanie staje się prostsze i wymaga użycia znacznie mniejszej ilości przewodów.

Diagnostyka

Diagnostyka modułów jest możliwa przy użyciu PLC, ale istnieje możliwość bezpośredniej diagnostyki przez diody LED informujące o statusie modułów.

Małe rozmiary

Widoczny na poniższym zdjęciu system MICO PRO zapewnia 6 kanałów wyjściowych. Wszystkie te urządzenia mają 64 mm szerokości, wliczając w to moduł zasilania PM. Dla porównania 6 automatycznych wyłączników nadprądowych o standardowych wymiarach ma 105 mm szerokości. Stosując MICO PRO można oszczędzić sporo miejsca w szafie.

Jeżeli zechcemy maksymalnie wykorzystać system MICO PRO, weźmiemy 3 moduły PM i zasilimy z nich 37 kanałów (8 mm na kanał) to nasz system będzie miał 369 mm szerokości. Dla porównania 37 automatycznych wyłączników nadprądowych to 647,5 mm! To już ogromna różnica. To jeszcze nie wszystko. Moduły oprócz sygnału wysokiego 12/24V mają też wyprowadzenie na sygnał niski 0V, dzięki temu oszczędza się w szafie kolejne miejsce, które normalnie zajmują najczęściej złączki listwowe. Jeżeli weźmiemy jeszcze pod uwagę, że moduły flex mogą być sterowane, włączane i wyłączane bezpośrednio sygnałami z PLC to okazuje się, że oszczędzamy też miejsce, które normalnie zajęłyby przekaźniki sterujące.

Łatwe i praktyczne mocowanie

Oprócz jakości swoich urządzeń Murrelektronik od zawsze dba też o ich wygląd i praktyczność. Dla przykładu urządzenia z systemu MICO PRO mają bardzo porządne mocowanie na szynę DIN, nie wymagające użycia żadnych narzędzi.

Podsumowanie

Zabezpieczenia elektroniczne w każdym niemal w każdym aspekcie okazują się lepszym rozwiązaniem od tradycyjnych bezpieczników topikowych i automatycznych wyłączników nadprądowych. Dodatkowo niektóre z nich, jak na przykład MICO PRO, stale mierzą wartość przepływającego prądu, dzięki czemu zapewniają pewność działania. Bez wątpienia kosztują więcej niż bezpieczniki topikowe, ale można ich używać wielokrotnie. MICO PRO to dodatkowo system skalowalny, który można dostosować ściśle do swoich potrzeb zyskując w ten sposób niezawodność a także więcej miejsca w szafie.

Jeśli masz chcesz aby Twój przemysłowy układ sterowania był najwyższej jakości lub potrzebujesz zabezpieczać drogie i wrażliwe urządzenia to warto zainwestować w zabezpieczenia elektroniczne MICO PRO.

Cała lista urządzeń wchodzących w skład systemu MICO PRO znajduje się w poniższej tabeli.

Tabela pochodzi z katalogu systemu MICO PRO, który można znaleźć pod TYM linkiem. A więcej informacji znajdziesz na stronie producenta MURRELEKTRONIK.pl