O carte albă despre opțiunile de control al distribuției energiei electrice.

Controlul puterii pentru siguranță,
Redundanță și comoditate

Capacitățile de control în unitățile de distribuție a energiei (PDU-uri) oferă o gamă largă de opțiuni, inclusiv fără comenzi, comutatoare, întrerupătoare, semnale de la distanță prin Ethernet și chiar comutare automată între surse de alimentare. Fie pentru siguranță, redundanță sau comoditate, caracteristicile de control al puterii integrate în PDU pot ajuta la reducerea complexității, costurilor și dimensiunii ambalajului unei aplicații de distribuție a energiei. Sunt posibile multe capabilități unice, dar mai jos trecem în revistă mai multe dintre cele comune.

Controlul puterii pentru siguranță

Cu orice sistem electric, fiecare componentă are o sarcină maximă de energie. Defecțiunile hardware pot cauza încărcări excesive în echipamentul respectiv și în PDU, care poate duce la mai multe condiții periculoase, inclusiv la incendiu. Un dispozitiv de protecție a circuitului este utilizat pentru a detecta o stare de suprasarcină și pentru a deconecta automat sursa de alimentare. Aceste dispozitive includ o varietate de siguranțe și întrerupătoare de circuit concepute pentru a gestiona caracteristicile diferitelor tipuri de sarcină de curent.

În unele aplicații, în special cele cu utilaje conectate la PDU, poate fi necesară o oprire de urgență (EPO). Un EPO este un buton mare, amplasat proeminent, utilizat pentru a deconecta alimentarea de la toate circuitele și, prin urmare, toate dispozitivele conectate la PDU. Aceste butoane sunt destinate a fi ușor de găsit și apăsat într-un scenariu de urgență sau „panică”, cum ar fi atunci când o persoană a identificat o stare periculoasă care nu este manipulată automat de echipamentul în sine.

control
Această vedere parțială a unui panou de control PDU specific aplicației prezintă un buton EPO, întrerupătoare de circuit și întrerupătoare manuale pentru controlul puterii din aval.

Controlul puterii pentru confort

O cerință comună de control într-un PDU este pornirea sau oprirea ramurilor de distribuție a energiei electrice. O ramură sau un circuit este un subset de prize de curent care împărtășesc un punct comun de sursă de alimentare în cadrul PDU. Aceste prize pot necesita un control separat de pornire/oprire ca grup, fără a afecta alte circuite din PDU. Un simplu întrerupător sau întrerupător poate asigura separarea controlului. Aceasta este de obicei o caracteristică de comoditate pentru a furniza energie anumitor ramuri sau circuite atunci când este necesar, poate pentru a permite oprirea echipamentelor de întreținere aferente.

Comutarea alimentării la prize individuale este, de asemenea, o caracteristică comună, fie pentru câteva prize, fie pentru fiecare priză din PDU. Opțiunile includ un întrerupător dedicat sau un comutator mecanic pe PDU sau un releu electric acționat de un comutator la distanță sau de semnale software la distanță pe o rețea Ethernet.

Combinația de comutare a circuitului și a prizei poate fi proiectată pentru a optimiza cerințele fixe ale fluxului de lucru sau a procedurii sau pentru a maximiza flexibilitatea de uz general.

Controlul puterii pentru redundanță

În aplicațiile în care disponibilitatea 100% a energiei este critică, este obișnuit să existe două surse de alimentare complet separate. Pierderea unei surse de energie ar duce automat la utilizarea celeilalte. Unele echipamente, cum ar fi serverele de computer, au capacitatea internă de a se conecta la două surse și de a utiliza una dintre ele. Cu toate acestea, multe tipuri de echipamente nu includ acest lucru și au nevoie de un dispozitiv extern pentru a face această comutare.

Un comutator de transfer automat (ATS) oferă această capacitate de control al puterii. Circuitul ATS detectează pierderea de energie a sursei A și trece la sursa B. În funcție de aplicație, comutarea poate fi efectuată de un releu mecanic sau poate necesita un releu în stare solidă, unde un timp de transfer mult mai rapid este critic pentru a preveni oprirea echipamentului.

Metode de control

Am analizat diferite scopuri pentru includerea capacităților de comutare într-o unitate de distribuție a energiei. În continuare, vom analiza modalitățile prin care aceste funcții de comutare pot fi implementate pentru a completa mediul de control în care va fi utilizat PDU.

Control local

Controlul local este locul în care dispozitivul de comutare este adăpostit sau montat direct pe PDU. Întrerupătoarele de circuit vor fi aproape întotdeauna implementate local pe PDU. Acestea pot fi utilizate pentru a combina funcționalitatea protecției circuitului și comutării manuale la intrarea principală de putere, ramificațiile circuitului sau chiar la prizele de alimentare. Este posibil ca unele industrii sau politici de siguranță să nu permită utilizarea întrerupătoarelor de circuite ca întrerupătoare, întrucât comutarea frecventă poate degrada performanța acestora.

Comutatoarele tipurilor de butoane, comutatoare sau basculante montate pe PDU pot fi utilizate pentru a controla pornirea și oprirea. Acest lucru se poate face direct pe liniile electrice cu curent redus sau indirect cu liniile electrice cu curent ridicat.

Direct vs. Comutare indirectă a puterii

Cu comutarea directă a puterii, linia de alimentare controlată este direcționată direct prin comutatorul care asigură controlul pornit/oprit. Acest lucru este comun pentru majoritatea surselor de curent continuu și pentru sursele de curent alternativ de 120 volți sau mai puțin și curenți de până la 15 amperi.

Comutarea indirectă a puterii este utilizată pentru tensiuni sau curenți mai mari pentru a menține linia de alimentare de pe panoul de control. Linia de alimentare este cablată printr-un releu mecanic, contactor sau releu în stare solidă. Un semnal separat, de mică putere, este trecut prin comutatorul de comandă pentru a activa releul de alimentare. Comutatorul poate fi local, la distanță sau chiar un alt releu conectat la un controler digital. Indiferent de hardware-ul exact implicat, comutatorul de comandă este separat de releul de alimentare pentru a conecta și deconecta indirect alimentarea la priză.

Cu comutarea directă a puterii, linia de alimentare (PWR) este conectată direct la un întrerupător, apoi la priză. Cu comutarea indirectă a puterii, un semnal de control (CTL) trece printr-un comutator pentru a porni sau opri un releu. Releul conectează sau deconectează alimentarea (PWR) la priză.

Telecomandă

Telecomanda este atunci când dispozitivul de comutare nu este amplasat pe PDU-ul în sine, ci mai degrabă un semnal este trimis către PDU de la un panou de control de pe un alt echipament. Semnalele de la distanță vor utiliza comutarea indirectă a puterii și pot fi implementate în mai multe moduri.

Un contact uscat este tehnologic cea mai simplă și mai fiabilă formă de interfață de control de la distanță. Un comutator sau releu la stația de la distanță este utilizat pentru a comunica PDU o condiție de pornire sau oprire. Acest lucru este cel mai frecvent utilizat pentru semnale de siguranță, cum ar fi un EPO, dar poate fi utilizat și pentru transmiterea comenzilor de control de bază.

Cu un contact uscat, semnalul de control provine și revine la PDU. Panoul de la distanță oferă doar comutatorul.

Un semnal discret implică trimiterea unui semnal de tensiune sau curent fix care are doar două stări, cum ar fi 0 Vcc vs. 5 Vcc sau 0 mA vs. 20 mA, de la panoul de la distanță la PDU. Semnalul este recepționat de un circuit de control digital sau de bobina unui releu. Cerințele de proiectare ale expeditorului și receptorului trebuie înțelese pentru a se asigura că semnalul este compatibil cu ambele. Acest tip de semnal este de obicei utilizat pentru semnalele de comandă pentru pornirea sau oprirea circuitelor de control și rareori pentru circuitele EPO.

Un semnal discret provine și revine la panoul de la distanță. Modul în care poate fi utilizat semnalul trebuie să fie coordonat cu hardware-ul din PDU. Acest circuit ar fi potrivit pentru un tip de tensiune a semnalului.

Un semnal analogic este o tensiune sau un curent variabil, de obicei 0-10 Vcc sau 4-20 mA, utilizat pentru a reprezenta o valoare de date precum tensiunea de linie, curentul principal de intrare sau temperatura șasiului. Deși nu sunt obișnuite în aplicațiile PDU, semnalele analogice pot fi utilizate pentru cerințe unice de integrare.

O interfață de comunicații oferă un mijloc de transmitere a mai multor comenzi și parametri de date utilizând controlere digitale programate. PDU va găzdui un controler, iar stația la distanță va găzdui propriul controler. Comenzile și datele sunt schimbate folosind „mesaje” predefinite între controlere, urmând un protocol standardizat, cum ar fi RS-232, Modbus, HTTP, SNMP sau altele. Această formă de comunicații la distanță oferă cea mai bogată flexibilitate de control, dar poate necesita cele mai multe resurse inginerești pentru implementare.

Control automat

Controlul automat implică combinarea dispozitivelor de control pentru a automatiza anumite comportamente de comutare a puterii sau răspunsuri la condiții măsurate sau schimbătoare.

Secvențierea poate fi implementată pentru a porni sau dezactiva ieșirile PDU într-o ordine specificată sau la intervale specificate. Unele echipamente electrice vor consuma o cantitate mare de curent pentru o perioadă foarte scurtă de timp la pornire. Dacă numeroase sisteme conectate la PDU sunt pornite simultan, supratensiunea combinată, cunoscută sub numele de curent de intrare, poate declanșa întrerupătorul automat al PDU-ului. Un controler digital poate fi utilizat pentru a porni prizele cu o ușoară întârziere între fiecare pentru a evita o intrare mare. Secvențierea poate fi utilizată și în cazul în care echipamentele conectate la PDU trebuie alimentate într-o anumită ordine.

O interblocare este un comutator conectat la un senzor. Când starea senzorului se schimbă, comutatorul poate fi activat pentru a porni sau opri alimentarea. Diferite interblocări pot fi utilizate cu răspunsuri automate la o varietate de puteri sau condiții de mediu.

Interblocările de alimentare pot fi utilizate pentru a automatiza oprirea alimentării la un dispozitiv sensibil la condiții specifice de semnal de alimentare, cum ar fi sub sau supratensiune, rotație de fază sau alți parametri.

Interblocările de mediu pot fi utilizate pentru a opri echipamentele conectate dacă modificările aduse mediului de instalare o justifică. Un comutator termic în interiorul PDU poate fi utilizat astfel încât temperatura sa internă să poată fi monitorizată în medii dure. Dacă temperatura este prea mare, toată puterea sau prizele prioritare pot fi dezactivate pentru a reduce generarea termică. Comutatoarele termice de la distanță pot fi utilizate pentru a reacționa la temperaturile înconjurătoare sau interne ale echipamentelor conectate la PDU. În acest scenariu, senzorul ar fi amplasat la distanță cu echipamentul conectat, dar semnalul ar fi utilizat de PDU pentru a dezactiva prizele corespunzătoare.

Pot fi integrate și alte interblocări de mediu, cum ar fi senzorii ușii dulapului, senzorii de flux de aer și senzorii de apă. Din nou, pot fi folosiți fie senzori localizați central la punctul de instalare a PDU, fie senzori la distanță la locațiile echipamentelor conectate.

Avantajele integrării controlului puterii
în PDU-urile Marway

În cele din urmă, o reducere a complexității ambalajului și a redundanței componentelor este rădăcina următoarelor avantaje găsite în integrarea caracteristicilor de control al puterii într-un PDU:

  • spațiu redus,
  • greutate redusă,
  • cost redus,
  • gestionarea îmbunătățită a cablului și
  • confort sporit.

Atunci când creează o soluție integrată, Marway poate răspunde nevoilor unice ale unei aplicații și poate optimiza selecția componentelor pentru capacitatea de putere și eficiența ambalajului.

Marway s-a specializat în integrarea cu un singur șasiu a acestor capabilități pentru a reduce spațiul, greutatea și costurile și pentru a îmbunătăți capabilitățile de control în comparație cu componentele terților găzduite separat. Credem că, în cele din urmă, combinația dintre performanța energetică, eficiența ambalajului și calitatea produselor este cea care îi face pe clienții noștri să vină la Marway pentru a-și satisface nevoile de distribuție a energiei electrice.

Nevoile și soluțiile de control

Nevoia de control: siguranța panoului local

  • Capabilități Marway: oprire de urgență (EPO), întrerupător principal, întrerupătoare de circuit, întrerupătoare de circuit de ieșire, blocaje de alimentare, blocaje de mediu

Nevoia de control: siguranța panoului la distanță

  • Capabilități Marway: oprire de urgență (EPO), blocaje de mediu

Nevoia de control: controlul redundanței locale

  • Capabilități Marway: comutator de transfer automat

Nevoia de control: confortul panoului local

  • Capabilități Marway: pornire/oprire directă a puterii de ieșire, pornire/oprire indirectă a puterii de ieșire

Necesitate de control: comoditate la panoul de la distanță

  • Capabilități Marway: pornire/oprire a puterii de priză prin contact uscat, semnal discret, RS-232, Modbus, Ethernet (HTTP/S, SNMP, Telnet/SSH)

Descărcați o copie a acestei cărți albe despre Power Control în format PDF.