Villanyszerelők Lapja

Technológiák

Evolúció a villamos kapcsolószekrényben

2012. május 1. | Bottka László |  4154 | |

Az alábbi tartalom archív, 7 éve frissült utoljára. A cikkben szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

1859. november 24-én jelent meg nyomtatásban Charles Darwin világhírű műve, a Fajok eredete, melyben a brit tudós lefektette az evolúció és a természetes szelekció elméletének alapjait. A történelem egyik legnagyobb hatású alkotásának a legtöbbet idé...

1859. november 24-én jelent meg nyomtatásban Charles Darwin világhírű műve, a Fajok eredete, melyben a brit tudós lefektette az evolúció és a természetes szelekció elméletének alapjait. A történelem egyik legnagyobb hatású alkotásának a legtöbbet idézett mondata így szól: Nem az a faj a túlélő, amelyik a legerősebb, még csak nem is az, amelyik a legintelligensebb, hanem az, amelyik képes reagálni a változásokra.

Úgy tűnik, hogy a bevezetőben megfogalmazott gondolat annyira általános érvényű, hogy ebben kell keresnünk az eszközt használni kezdő ember technikai kultúrája fejlődésének hajtómotorját is. Az emberiség egyre gyorsuló tempóban jutott el az egyszerű eszközhasználattól a mai kor tudományos technológiájáig. Az elektromosság volt az elsők között, amely a XX. század robbanásszerű fejlődését eredményezte.

A hamar kialakult elveket tükröző hagyományos módszerek az energiaelosztásban és a vezérlésben sokáig egyedüli megoldásként álltak a tervezők és gyártók rendelkezésére. A gépek és berendezések gyártói számára egyre nagyobb kihívást jelent jelenleg is a maximális működőképesség és az optimális költségek közötti egyensúly megteremtése. A vezérléstechnika ugrásszerű fejlődését hozta a programozható logikai vezérlők (PLC) megjelenése, de egy problémát ez sem tudott igazán kezelni. A hagyományos, sokeres huzalozott vezérlések helyét átvevő PLC-k digitális és analóg ki/bemeneti jelei ugyanúgy sokeres huzalozással jutottak a vezérlést biztosító PLC-hez.

Lényeges előrelépést jelentettek az automatizálási eszközök egymás közötti kommunikációját biztonságosan megvalósító adatbuszok, melyek többnyire csupán egy (vagy néhány) sodrott érpárt használnak, de ezek után is megmaradt a hagyományos kapcsoló- és védelmi készülékek, továbbá a perifériák sokeres huzalozási igénye, melynek a következményei:

■ a vezérlési huzalozás aránytalanul nagy helyigénye a kapcsolószekrényben,
■ a huzalozás jelentős időráfordítást igényel,
■ a huzalozási hibáknak nagy a valószínűsége,
■ a berendezés bővítése/ módosítása problémás.

Egy így megvalósított átlagos kapcsoló-vezérlő szekrény költségráfordításában kb. 89% a beépített anyagok részaránya, míg 11% a munkadíj. Az evolúció új csúcsát jelenti az a technológia, amely feleslegessé tesz mindenféle sokeres vezérlési huzalozást. Ez egy egységes és nyitott kommunikációs rendszer a kapcsolószekrényben és a periférián található ipari kapcsolókészülékek részére: a vezérléstől kezdve a védelmen és kapcsoláson át egészen a hajtásig, ellenőrzésig és megfigyelésig. Olyan technológia, amelyből a jelen és a jövő egyaránt profitálhat.

A technológia nagymértékben csökkenti a huzalozási munkát, és elősegíti a költségek csökkentését a teljes értékteremtő láncon a tervezéstől kezdve a szerelésen és az üzembe helyezésen át egészen a bővítésekig. Ennek során a már jól bevált ipari kapcsoló- készülékekre épít, és kommunikációképessé teszi azokat. A fent említett költségráfordítást alapul véve az anyagok 69%-ra, míg a munkadíj 2%-ra csökkennek, ez egészében 29% költségmegtakarítást eredményez.

A kommunikációs rendszer alapja egy speciálisan erre a célra tervezett integrált áramkör, ASIC (Application-Specific Integrated Cir-cuit), amely tartalmaz minden kommunikációs és készülékspecifikus funkciót, szélsőségesen alacsony fogyasztással és mérettel – nem utolsósorban kedvező bekerülési költséggel. Ez az apró alkatrész épül be valamilyen formában illesztőegységként minden készülékbe, amely a kommunikációs rendszerhez csatlakozik. Mérete miatt lehet ez egy nyomógomb vagy jelzőlámpa, akár egy kontaktor vagy motrovédő relé, de lehet ez akár egy 1600 A-es megszakító is.

A beépülés is különböző lehet, a kisebb készülékeknél integrált, a nagyobbaknál általában külön csatlakoztatott modulként helyezkedik el. A kommunikációs rendszer dugaszolható illesztőegységeken keresztül csatlakozik az adatbuszhoz, fizikailag egy nyolcerű szalagkábelhez, mely biztosítja a kommunikáció mellett a szükséges vezérlési tápellátást is. Egy kommunikációs ág maximális hossza akár 600 méter, a csatlakoztatott résztvevők száma 99 lehet.

A csatlakozást rendkívüli módon elősegítik az egységes, vezeték elvágása és csupaszolása nélküli, egy mozdulattal, fogóval szerelhető csatlakozódugaszok. Az irány kiválasztása után nincs illesztési és bekötési probléma, mivel a szalagkábel a dugaszoló csatlakozó kialakítása miatt szükségszerűen csak jól szerelhető. A vezérlővonal mindig a fölérendelt vezérlés (PLC) csatolójánál (gateway) kezdődik.

Ez biztosítja a csatolást a fölérendelt vezérlés széles választékú adatbuszához (CANopen, ModBus TCP, Profibus DP, Ethernet IP). Innen indul ki és köti össze a szalagkábel a kapcsolószekrényen belüli és kívüli résztvevőket egészen a buszlezáró ellenállásig. Ezzel a vezérlő illesztője átveszi egyrészt a vezérlővonal koordinálását, másrészt a fölérendelt vezérlőre történő adatcsatolást. A kommunikációs vonal ki is léphet a szekrényből, csatlakozhat terepi dobozokhoz, ill. további szekrényekhez, erre a célra „terepi” kivitelű, kör keresztmetszetű kábel is rendelkezésre áll.

A kábelváltást könnyen szerelhető tipizált szerelvények segítik. A szokásos kapcsoló- védelmi és vezérlőkészülékeken kívüli egyéb villamos jelek vezérlésbe történő bekötésére általános ki/- bemeneti modulok állnak rendelkezésre. Ennek eredményeképpen például egy kontaktor-motorvédő kapcsolós leágazás összes állapot-, kioldási és hibajelét, terhelési áramértékét, ki/bekapcsolási működtetését egy dugaszolt csatlakozási ponton kezeli. A rendszer vezérlése a fölérendelt PLC-vel történik.

A csatolók PLC programba történő beiktatása szintén nem jelent problémát, az csupán a vezérlő konfigurációját érinti, a felhasználói programot azonban nem. Ezáltal a rendszerre történő átállás a PLC programozás területén is egyszerűen és gyorsan elvégezhető.

Ennek során a szoftver know-how-jának védelme és megtartása is biztosított. A PLC programozó szoftverében az egyes csatlakoztatott készülékek, mint egy-egy ki/bemeneti (I/O) modul szerepelnek, így teljesen ugyanúgy konfigurálhatók, mint bármely más eszköz a vezérlésben.

Egy kommunikációs vezérlővonal mindennemű szoftver-eszköz nélkül felépíthető és konfigurálható. A buszkábelre csatlakozó egységek minden különösebb automatizálási ismeret nélkül, a csatlakozásuk sorrendjében egy gombnyomásra automatikusan címzésre kerülnek a gateway-en keresztül. Az egyes alegységek, mint például a megszakítók vagy jelzőlámpák a cím lekéréséig nem aktiválódnak. A felhasználót rendszerint speciális alkalmazások segítik a vezérlővonal egyszerű és gyors megtervezésében, ezzel az adott projektek – sajátosságaiknak megfelelően –, egyénileg elkészíthetők.

A PLC-k programozása kifejezetten az automatizálási szakemberek területe. Az intelligens vezérlőrelék megjelenése rést ütött ezen, hiszen ezeket speciális programozói ismeretek nélkül is, könnyen tudják használni a villamos szakemberek. A legújabb fejlesztési irányok ezt az előnyt ragadják meg: nincs feltétlenül szükség a kommunikációs vonal indításához PLC-re – ha ezt más ok nem indokolja –, lehetséges erre a célra intelligens vezérlőrelét is alkalmazni, ezzel tovább egyszerűsödik a használat és csökken a költség.

A rendszer fő előnye a beépített eszközök számának (pl. PLC I/O modulok) csökkenése, a vezérlőáramkörök huzalozásának elhagyhatósága, valamint az egyszerűbb üzembe helyezés és üzemeltetés (karbantartás, javítás) – mindez a költségek markáns csökkenését vonja maga után. Különösen meggyőző ez az előny olyan vezérléseknél, amelyek gyakori változtatásnak, módosításnak vannak kitéve. Az előnyök végigkísérik egy berendezés teljes életciklusát, annak minden állomásán jelen vannak.

Még egy további hatása van a kapcsolószekrényben végbement evolúciónak: a korábban évtizedekig megszokott és berögződött éles határvonalak a villamos szakmában, úgy- mint erősáram–automatika, több ponton eltolódni, ill. megszűnni látszanak. A korszerű nagyáramú készülékek kommunikációképessége, az újszerű vezérlési megoldások szükségessé teszik, hogy az erősáramú szakemberek is az alkalmazások szintjén megismerjék és használják ezeket.


Kérjük, szánjon pár pillanatot a cikk értékelésére. Visszajelzése segít a lap és a honlap javításában.

Hasznos volt az ön számára a cikk?

 Igen

 Nem