Il monitoraggio selettivo dei canali è dovuto ad un fenomeno apparso solo con l'introduzione sul mercato degli alimentatori a controllo elettronico. Questa storia descrive di cosa si tratta e come Murrelektronik l'ha risolto.

Di Markus Back, Caporedattore Print

Che diavolo è un „monitoraggio dei canali“! E in relazione al termine „selettivo“? Si formano rapidamente immagini di gigantesche navi oceaniche nel canale di Kiel, per risparmiare la deviazione di 250 miglia attraverso il Mare del Nord, lo Skagerrak e il Kattegat. E poiché il comandante preferisce controllare lo stato del suo messaggio sul suo smartphone invece di fare il suo vero lavoro, controlla solo il passaggio del canale in modo selettivo!

Se gli interruttori automatici non funzionano

Anche se questa è una bella interpretazione del „monitoraggio selettivo dei canali“, è semplicemente sbagliata. Lo sanno bene gli esperti che hanno passato ore a risolvere i problemi su una macchina. Ciò è particolarmente costoso nei sistemi complessi in cui gli alimentatori a impulsi regolano elettronicamente la tensione e la corrente in uscita.

È possibile che in caso di cortocircuito o sovraccarico, i fusibili secondari reagiscano più lentamente dell'alimentatore e quindi questa selettività non è applicabile. Questo causa situazioni critiche, come cali di tensione, e nel peggiore dei casi anche incendi di cavi. Ma com'è possibile che questi dispositivi di protezione a valle non reagiscano? Bisogna andare indietro di quasi 30 anni.

Argomento convincente: elevata protezione contro i cortocircuiti

Era l'inizio degli anni '90 quando stava per avvenire un cambiamento nell'industria meccanica e impiantistica: il passaggio dagli alimentatori con trasformatore agli alimentatori elettronici. All'inizio, solo un piccolo gruppo di persone ha osato approfittare dei nuovi dispositivi. Una tensione continua di 24 V DC regolata e una protezione contro i cortocircuiti secondo una curva caratteristica definita in modo fisso suonava ovviamente troppo bene per essere vera per i potenziali utenti!

Tuttavia, l'ascesa degli alimentatori a controllo elettronico è stata inarrestabile da allora in poi, perché sempre più OEM volevano beneficiare dei loro vantaggi. Soprattutto l'elevata protezione contro i cortocircuiti è stata un argomento convincente. Se un cortocircuito passava inosservato negli alimentatori con trasformatore utilizzati fino ad allora, riscaldava l'installazione successiva ed eventualmente ne dava addirittura fuoco. Con gli alimentatori a controllo elettronico, tuttavia, gli utenti hanno acquistato una tecnologia moderna e allo stesso tempo una maggiore sicurezza operativa.

Il calcolo della resistenza continua di loop

Veniamo alla resistenza continua di loop! Per capire perché questa ultima tecnologia scardina ogni cosa, è necessario fare una deviazione nelle basi della meccanica e dell'impiantistica. Fino a 30 anni fa, era in realtà pratica comune utilizzare interruttori automatici di tipo C per proteggere gli impianti sul campo. Ciò che questo significa, in combinazione con un'alimentazione a impulsi, è spiegato da un esempio in cui viene utilizzato un interruttore automatico con corrente nominale di 6 A. Secondo la formula 14 x I_nenn , si richiede una corrente di intervento di 14 x 6 A, che moltiplicando corrisponde a 84 A. Tuttavia, affinché un alimentatore a 24 V possa fornire 84 A, la sua resistenza non deve superare 286 mΩ.

Che questo valore di resistenza non sia realistico è dimostrato da un esempio pratico, dove si calcola la resistenza continua di loop di un cavo del sensore lungo 5 m con una sezione del filo di 0,34 mm². La sua resistenza è calcolata dalla formula R = ρ x l / A, dove l è moltiplicato per due a causa delle linee di uscita e di ritorno.

Se i singoli valori vengono ora utilizzati tenendo conto della resistività ρ del rame (0,0178 Ω x mm²/m), il risultato è già una resistenza di 520 mΩ. Con le resistenze aggiuntive della linea di distribuzione e dei trefoli, nonché le resistenze interne degli interruttori automatici e dei terminali, la resistenza totale ammonta a oltre 1,3 Ω.

Applicato alla formula U = R x I, ciò significa che è possibile un flusso di corrente massimo di 18,18 A in un'alimentazione a 24 V controllata elettronicamente. Tuttavia, ciò non è sufficiente per sganciare un interruttore automatico di tipo C con corrente nominale pari a 6 A. Come descritto, richiederebbe almeno 84 A.

Il grande ingresso del sistema di alimentazione intelligente MICO

La consapevolezza che gli alimentatori a impulsi non potevano fornire la necessaria corrente di intervento per gli interruttori automatici ha avuto alcune curiose conseguenze. Alcuni costruttori di macchine ed impianti hanno improvvisamente costruito le loro applicazioni con quattro anziché una alimentazione, solo per ridurre al minimo le conseguenze di sovraccarichi e cortocircuiti.

Esistono ancora oggi sul mercato applicazioni in cui due alimentatori a impulsi alimentano i componenti elettronici e il controllore nell'armadio elettrico e altri due alimentano gli attuatori e i sensori sul campo. Tuttavia, questo approccio è costoso perché richiede tre alimentatori supplementari a controllo elettronico.

Oltre ai costi di acquisto aggiuntivi, richiedono anche uno spazio supplementare nell'armadio elettrico e non risolvono il problema. Sarebbe quindi più sensato formare unità più piccole con i consumatori, in modo che metà della macchina non vada in uno stato di diseccitazione in caso di guasto.

Ma torniamo alla nostra storia.

Disinserire il prima possibile, ma il più tardi possibile

Murrelektronik ha affrontato questi problemi per la prima volta nel 2003 e ha reagito con rapidità. Dopo solo un anno di sviluppo, il produttore di Oppenweiler, Germania, ha presentato all'SPS il sistema di alimentazione intelligente MICO (Murrelektronik Intelligent Current Operator) per applicazioni a 24 VDC - e il mercato ha risposto con entusiasmo.

Con la loro soluzione, i proverbiali sperimentatori svevi sono riusciti a progettare il comportamento di disinserimento dei canali monitorati in modo tale che si disinseriscano il più presto possibile in caso di cortocircuiti e sovraccarichi, ma solo il più tardi possibile. I moduli, il cui campo di corrente può essere fissato, erano quindi particolarmente adatti per applicazioni in cui molti sensori e attuatori con requisiti simili dovevano essere protetti.

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