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Tensione 24 V sicura anche in caso di
guasto degli alimentatori
Configurazione ridondante dell’alimentazione per diverse prestazioni
Macchine e impianti nei quali un’interruzione dell’alimentazione in
corrente continua a 24 V potrebbe causare stati critici, dovrebbero essere
dotati di alimentatori ridondanti. Infatti, anche quando si utilizzano
alimentatori estremamente affidabili - come i SITOP - non è possibile
escludere del tutto un guasto. Ma per quale motivo non è sufficiente
collegare gli alimentatori parallelamente e qual è la soluzione con moduli
ridondanti?
Il collegamento parallelo non basta
Se si verifica il guasto di un alimentatore, un
alimentatore parallelo collegato direttamente
all’uscita a 24 V potrebbe provvedere
all’alimentazione. Tuttavia il difetto
dell’alimentatore potrebbe essere sul suo lato
secondario e causare un cortocircuito del lato
24 V, ad es. con un cortocircuito nel
condensatore di uscita. L’alimentatore
integro alimenterebbe anche il circuito di
corrente cortocircuitato, interrompendo la
sua - e quindi l’intera – alimentazione a 24 V.
Figura 1:
collegamento parallelo delle alimentazioni
senza disaccoppiamento: in caso di guasto
l’alimentazione a V 24 potrebbe
interrompersi completamente
Perché gli alimentatori vengono
disaccoppiati per la ridondanza?
Grazie al disaccoppiamento tramite diodi
l’alimentatore integro non viene influenzato
dal cortocircuito del dispositivo guasto e
garantisce l’alimentazione degli utilizzatori.
Alcuni alimentatori hanno già i diodi di
disaccoppiamento integrati nel circuito di
uscita. Tuttavia, poiché la tensione diretta nei
diodi cade, si verifica – proporzionalmente
alla corrente – una perdita di potenza e
quindi anche una perdita di efficienza
dell’alimentatore.
Figura 2:
collegamento parallelo delle alimentazioni
con disaccoppiamento: i 24 volt rimangono
disponibili in un alimentatore anche in caso di
cortocircuito
Alimentatori SITOP
Per le applicazioni che non richiedono una configurazione
ridondante dell’alimentazione la perdita di potenza dovuta
ai diodi integrati è inutile.
Anche per questo motivo si raccomanda l’utilizzo di moduli
di ridondanza nelle applicazioni critiche. Anche i moduli di
ridondanza SITOP funzionano con diodi di
disaccoppiamento. Per fare in modo che l’utente sia
informato sul guasto di un alimentatore, un contatto di
segnalazione può essere letto dal controllore. Il contatto di
commutazione viene attivato quando si guasta una delle
due alimentazioni di corrente. Per il rilevamento degli errori
sul posto, un LED cambia stato passando da verde a rosso.
La soglia di attivazione di questa segnalazione (ingresso
alimentazione 1 e 2 o.k.) è impostabile da 20 a 25 V. In altre
parole, viene segnalato se la tensione di uscita di uno dei
due alimentatori scende al valore impostato o al di sotto.
La configurazione dei moduli di ridondanza si
regola in base al fabbisogno di potenza
I moduli di ridondanza SITOP PSE202U sono disponibili nelle
versioni 24 V/ 10 A e 24 V/ 40 A così come nella variante
speciale 24 V/ NEC class2 con potenza di uscita limitata a
100 VA (vedere a pagina 3).
Il valore della corrente indica la corrente totale massima.
In altre parole, un modulo di ridondanza 24 V/ 10 A viene
collegato a valle di un alimentatore con max. 10 A o collega
in ridondanza due alimentazioni con una corrente nominale
di uscita di max. 5 A. La configurazione cambia di
conseguenza.
(Figure 3 e 4.)
Figura 4:
configurazione con un modulo di ridondanza per ogni
alimentazione di corrente: SITOP PSE202U 24 V/ 10 A
con un alimentatore fino a 10 A o PSE200U 24 V/ 40 A
con un alimentatore fino a max. 40 A di corrente di
uscita nominale. I due ingressi a 24 V sui moduli di
ridondanza vengono rispettivamente collegati a ponte
Ridondanza 1 + 1
Per ottenere la ridondanza al 100%, ovvero la
ridondanza 1 + 1, la corrente di carico non deve superare
quella che può fornire un’alimentazione di corrente da sola.
In caso di guasto di un’alimentazione di corrente il carico è
assicurato completamente dalla seconda alimentazione.
Figura 3:
configurazione con un modulo di ridondanza
per due alimentazioni di corrente: SITOP
PSE202U 24 V/ 10 A con due alimentatori fino
a 5 A o 24 V/ 40 A con due alimentatori fino a
20 A di corrente di uscita nominale
Figura 5:
configurazione per la ridondanza 1 + 1 con due
alimentatori dello stesso tipo 24 V/ 20 A per
assicurare l’alimentazione di un carico da 20 A
Note sul funzionamento ridondante
Ridondanza N + 1 tramite aumento della potenza
Anche l’alimentazione sul lato primario deve essere
ridondante. In altri termini, ogni alimentazione di corrente
viene alimentata da un fusibile/interruttore
magnetotermico separato (figg. 3 e 4). Un fusibile comune
separerebbe immediatamente entrambi gli alimentatori
dalla rete se si verificasse nel primario di un alimentatore.
Attraverso i moduli di ridondanza è possibile anche
collegare gli alimentatori in parallelo per aumentare la
potenza e ottenere al tempo stesso una ridondanza definita
ridondanza N + 1. Se ad es. sono necessari 60 A, è possibile
collegare in parallelo quattro alimentatori con 20 A di
corrente nominale di uscita utilizzando i moduli di
ridondanza. In questo modo, in caso di guasto di
un’alimentazione sarebbero ancora attivi altri tre
alimentatori a garantire la corrente di carico di 60 A. In
questo caso concreto si avrebbe una ridondanza 3 + 1 (tre
alimentatori necessari, uno di riserva).
Se si utilizzano alimentatori monofase, l’alimentazione
dovrebbe avvenire per fasi diverse, ad es. in presenza di una
rete trifase (fig. 6).
Figura 7:
possibile configurazione per la ridondanza N + 1 con
quattro alimentatori dello stesso tipo 24 V/ 20 A per
assicurare l’alimentazione di un carico da 60 A
Funzionamento di ridondanza con limitazione
della potenza secondo NEC class2
Figura 6:
in presenza di una rete multifase gli alimentatori monofase
dovrebbero essere alimentati da fasi diverse
Per proteggere gli alimentatori è preferibile cercare di
ripartire il carico in modo uniforme. È possibile ad es.
adottare le misure seguenti:
•
•
•
•
•
Utilizzare alimentatori dello stesso tipo
Utilizzare conduttori di uguale lunghezza e sezione
(ovvero con la stessa impedenza) tra alimentatori di
corrente e modulo di ridondanza
Impostare le stesse tensioni di uscita dell’alimentazione
di corrente. La differenza max. tra gli alimentatori non
deve superare +/- 50 mV in funzionamento a vuoto
senza collegamento
Inserire le alimentazioni contemporaneamente,
ad es. utilizzando l’interruttore principale del quadro di
comando
Se si utilizza la linea di prodotti SITOP modular, inoltre,
è possibile impostare la caratteristica di uscita sul
funzionamento parallelo. La caratteristica “morbida”
assicura una ripartizione del carico uniforme
Con i moduli di ridondanza SITOP PSE200U NEC class2 è
possibile soddisfare due requisiti contemporaneamente. Da
un lato la configurazione di un’alimentazione a 24 V
ridondante e dall’altro la limitazione della potenza di uscita
a 100 VA come è richiesto ad es. nell’industria dei
semiconduttori e dell’automobile. I moduli compatti
utilizzano l’alimentazione a 24 V centrale (sono richiesti
alimentatori con certificazione UL60950-1) e la ripartiscono
tra derivazioni NEC class2.
Figura 8:
configurazione ridondante con contemporanea
limitazione della potenza di singole derivazioni a 24 V
attraverso moduli compatti SITOP PSE200U NEC class2 e
due alimentatori trifase SITOP PSU300S 24V/ 20 A
Figura 9:
soluzione compatta per il funzionamento di
ridondanza con potenze basse: due
alimentatori di corrente SITOP PSU100C
24 V/ 4 A (SITOP compact) e un modulo di
ridondanza SITOP PSE202U 24 V/ 10 A
Dati tecnici dei moduli di
ridondanza
SITOP PSE202U
24 V/ 10 A
24 V/ 40 A
No. di ordinazione
6EP1964-2BA00
6EP1961-3BA21
6EP1962-2BA00
Breve descrizione delle funzioni
Disaccoppiamento di 2
alimentazioni di corrente
fino a 5 A o di
un’alimentazione di
corrente fino a 10 A
DC 24 V
Disaccoppiamento di 2
alimentazioni di corrente
da 5 A a 20 A o di
un’alimentazione di
corrente fino a 40 A
DC 24 V
Disaccoppiamento e limitazione
dell’uscita al limite class2 (100 VA)
di due alimentazioni di corrente da
5 A a 40 A
Val. nom. tensione d'ingresso
24 V/ NEC class2
DC 24 V
– campo
DC 19…29 V
DC 24…28,8 V
DC 19…29 V
Tensione di uscita
UE - 0,5 V
UE - 0,5 V
UE - 0,5 V
Val. nom. corrente di uscita
10 A (corrente totale max.)
Visualizzazione dello stato
operativo
Segnalazione
40 A (corrente totale
max.)
LED (verde/rosso) per “Ingresso alimentazione 1 e 2 o.k.”
Contatti di relè (contatti di scambio) a potenziale zero
per “Ingresso alimentazione 1 e 2 o.k.”
8 A/ AC 240 V, DC 24 V
3,5 A (corrente totale max. 8 A in
caso di guasto secondo NEC class2)
LED (verde/rosso) per “Ingresso
alimentazione 1 e 2 e uscita o.k.”
Contatti di relè (contatti di
scambio) a potenziale zero per
“Ingresso alimentazione 1 e 2 e
uscita o.k.”
6 A/ AC 42 V, DC 30 V
Caricabilità dei contatti
6 A/ AC 42 V, DC 30 V
Impostazioni
Rendimento con valori nominali,
ca.
Soglia di attivazione per “Ingresso alimentazione 1 e 2 o.k.” impostabile da 20 a 25 V (+/- 0,5 V)
97%
97%
95%
Grado di protez. (EN 60529)
IP20
IP20
IP20
Temperatura ambiente
-20 … +70 °C
0 … +60 °C
Dimensioni (L x A x P) in mm
30 x 80 x 100
70 x 125 x 125
-20 … +70 °C
30 x 80 x 100
Peso, ca.
0,125 kg
0,5 kg
0,125 kg
Connessioni – +24 V e 0 V
0,5 ... 2,5 mm2
0,33 ... 10 mm2
0,5 ... 2,5 mm2
– Contatto di relè
0,5 ... 2,5 mm2
0,5 ... 2,5 mm2
0,5 ... 2,5 mm2
Certificazioni
CE, cULus
CE, cULus, cCSAus class I
Div 2, ATEX , GL, ABS
CE, cULus, NEC class 2
Siemens S.p.A
Industry Sector
Sensors and Communication
Viale Piero e Alberto Pirelli 10
20126 Milano
www.siemens.com/sitop
© Siemens AG 2015
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