Niezawodne zarządzanie zasilaniem w systemach bezpieczeństwa, zabezpieczeń i komunikacji
Wspólną cechą systemów automatyki budynkowej jest to, że wszystkie potrzebują zasilania sieciowego prądu zmiennego do wytwarzania prądu stałego o niższym napięciu i wszystkie potrzebują wysoce niezawodnego bateryjnego układu podtrzymania zasilania.
Zasilacze zintegrowane spełniają wymagania w zakresie zarządzania energią w budynku
Wychodząc naprzeciw potrzebom projektantów automatyki budynków w zakresie parametrów działania, formy, sposobu montażu i prostoty konstrukcji, firma MEAN WELL opracowała uniwersalny zasilacz DRS-240-12 o napięciu 12V, natężeniu 20A i mocy 240W, a także większą wersję DRS-480-24, czyli zasilacz o napięciu 24V, natężeniu 20A i mocy 480W. Inne jednostki z serii DRS-240 oferują różne kombinacje napięcia i prądu: 24V/10A, 36V/6,6A i 48V/5A. Dla serii DRS-480 dostępne są pary parametrów 36V/13,3A i 48V/10A.
Ilustracja 3: Zasilacze DRS o mocy 240W (po lewej) i 480W (po prawej) posiadają kompaktowe obudowy i są montowane na standardowej szynie DIN; 480-watowa jednostka jest nieco większa. (Źródło ilustracji: MEAN WELL)
Kwestie rozmieszczenia i montażu zasilaczy DRS-240 i DRS-480 rozwiązano poprzez montaż bezpośrednio na powszechnie stosowanych, standardowych szynach DIN typu TS-35/7,5 lub 15. Upraszcza to proces instalacji, również obok innych systemów i ich obudów. Co więcej, konstrukcja szyny DIN oznacza, że wszystkie połączenia, wskaźniki i punkty odczytów znajdują się z przodu, co eliminuje potrzebę korzystania z tylnego panelu lub nawet uzyskiwania dostępu z boku. Jest to zaleta z punktu widzenia planowania oprzewodowania, instalacji, konfiguracji, testowania i ewentualnej potrzeby zmiany oprzewodowania.
Dostępna przestrzeń we wspomnianych szafach jest na wagę złota, dlatego ważna jest kompaktowość obudów zasilaczy. Zasilacze DRS-240 mają wymiary zaledwie 86 × 125 × 129mm (szerokość × wysokość × głębokość), podczas gdy wymiary zasilaczy DRS-480 wynoszą 110 × 125 × 151mm (ilustracja 3).
Warunki środowiskowe w omawianych szafkach i szafach również stanowią wyzwanie z perspektywy krótko- i długoterminowych parametrów działania. Wszystkie urządzenia z grupy DRS są przystosowane do pracy w temperaturach od -30 do +70˚C i przy wilgotności względnej (RH) od 20 do 90% bez skraplania z niewymuszonym chłodzeniem konwekcyjnym powietrzem. Niezawodność zasilaczy DRS-240 obliczono na 564,7 tys. godzin (minimum) według normy Telcordia SR-332 (Bellcore) i 73,3 tys. godzin według normy MIL-HDBK-217F (w temp. 25˚C). Analogiczne liczby dla zasilaczy DRS-480 są tylko nieco niższe.
Wejście zasilania liniowego prowadzi do wyjścia prądu stałego i zarządzania baterią
Biorąc pod uwagę różnice w sieciach energetycznych oraz potrzebę wdrożenia ogólnoświatowego i uproszczenia instalacji, ważny jest również zakres parametrów zasilania wejściowego. Omawiane zasilacze są przystosowane do napięć od 90 do 305V~ i napięć od 127 do 431V=. Wiele funkcji w omawianych zasilaczach powiązanych jest z ładowaniem, rozładowywaniem, wskazywaniem statusu i ogólnym zarządzaniu bateriami (ilustracja 4).
Ilustracja 4: Schemat blokowy zasilaczy DRS ukazuje ich wewnętrzne zaawansowanie oraz ilość obwodów przeznaczonych do zarządzania bateriami, ładowania i rozładowywania, wskaźników oraz ochrony. (Źródło ilustracji: MEAN WELL)
Istnieje możliwość regulacji dwustopniowej lub trzystopniowej krzywej ładowania oraz ustawienia prądu ładowania (w zakresie 20% - 100%) ręcznie za pomocą przełącznika DIP na przednim panelu. Maksymalny dostępny prąd ładowania baterii jest funkcją maksymalnego natężenia prądu wyjściowego dostępnego dla konkretnego modelu zasilacza DRS. Algorytm ładowania baterii jest zależny od obciążenia, a elastyczność parametrów ładowania pozwala zasilaczom DRS-240/480 optymalnie zarządzać różnymi bateriami kwasowo-ołowiowymi i litowymi.
Ze względu na duże znaczenie funkcji zasilania bateryjnego układ zawiera również wskaźniki niskiego poziomu baterii oraz ochronę przed odwrotnym podłączeniem. Kombinacja tych i innych cech zapewnia wytrzymały, niezawodny podsystem bateryjny, który można ładować z sieci, ale także który może przełączyć się i zacząć dostarczać moc znamionową w ciągu 10ms w przypadku niedostępności zasilania z sieci.
Ilustracja 5: Użytkownikowi do konfiguracji połączeń zasilania, korzystania ze wskaźników i styków przekaźników wystarcza sam panel przedni. (Źródło ilustracji: MEAN WELL)
Usterki i problemy są nieuniknione
Niektórych warunków wewnętrznych lub zewnętrznych, które wpłyną na zdolność zasilacza do realizacji wszystkich określonych funkcji, nie da się uniknąć. Z tego powodu zasilacze DRS oprócz wspomnianych już wskaźników niskiego poziomu naładowania baterii i odwrotnego podłączenia zawierają wskaźniki statusu dla warunków, takich jak zwarcia, przeciążenia, nadmierne napięcia i nadmierne temperatury.
Ważne są również fizyczne wskazania kluczowych warunków pracy: usterek zasilania prądem zmiennym, prawidłowości zasilania prądem stałym, niskiego poziomu naładowania baterii, awarii ładowarki, za które odpowiadają diody LED i przekaźniki SPDT (Form C) (ilustracja 5). Przekaźniki typu SPDT (Form C) są wyraźnie oznaczone i zapewniają beznapięciowe zamknięcie styku, które jest stosowane (a w niektórych przypadkach wymagane) z kilku powodów.
Zamknięcia styków są jednoznaczne i oferują szereg korzyści. Od dawna są używane w praktyce, dzięki czemu są kompatybilne i łatwo integrowane zarówno ze starszymi, jak i nowymi systemami i komponentami (nawet podstawowymi, takimi jak zewnętrzne światło migające i dzwonek). Są one wysoce niezawodne i wytrzymałe, a zamknięcie przełącznika jest najbardziej definitywnym wskazaniem, jakie może zapewnić system, zwłaszcza jeśli występują problemy z zasilaniem, które mogą wpływać na działanie interfejsów bardziej „elektronicznych”, takich jak wyjścia otwartego kolektora czy nawet przekaźniki półprzewodnikowe (SSR).