Nová generace spínací techniky Siemens šetří čas i náklady

Automatizační a spínací technika musí umožnit jednoduchá, efektivní a hospodárná řešení aplikací v průmyslu. Společnost Siemens uvedla na trh novou generaci spínací techniky Sirius, která zaručuje efektivní montáž, šetří čas a výdaje při projektování, uvádění do provozu a údržbě. Silnou stránkou produktové řady Sirius je modularita celého systému, jednotlivé přístroje se dají elektricky a mechanicky kombinovat za účelem hospodárného řešení šitého na míru danému zařízení.

Druhá generace modulárního systému Sirius (obr. 1) společnosti Siemens vychází z více než stoletých zkušeností s vývojem a konstrukcí stykačů a jističů motorů. Hlavními přednostmi inovovaných přístrojů jsou snížení ztrátového výkonu v rozváděčích, a s tím související menší oteplení rozváděče a nižší výdaje za odebranou energii, popř. za energii vynaloženou na chlazení rozváděče; snížení výdajů za projekční a montážní činnost a v neposlední řadě zkrácení doby montáže a doby uvádění do provozu. Inovace Sirius poskytují jednoduchá a přitom efektivní a hospodárná řešení aplikací v průmyslových odvětvích. Inovovány byly všechny přístroje pro motorové vývody do 500 A, jako jsou jističe motorů Sirius 3RV2, výkonové a pomocné stykače Sirius 3RT2 a 3RH2, polovodičové stykače Sirius 3RF3, tepelná a elektronická jisticí nadproudová relé Sirius 3RU3 a 3RB3 do 100 A (55 kW/400 V), tedy přístroje konstrukčních velikostí S00 až S3. Inovace se týkají rovněž velkých výkonových stykačů Sirius 3RT1 od 100 do 500 A (od 55 do 250 kW, 400 V).

Obr. 1. Druhá generace modulárního systému Sirius: jednotlivé přístroje se dají kombinovat do spotřebičových vývodů pro spouštění přímé,
reverzační, hvězda-trojúhelník

Připojení vodičů

Kromě tradičního připojování šroubovými svorkami je charakteristickým rysem přístrojů druhé generace důsledné uplatnění techniky zásuvných spojů, které jsou realizovány pružinovými svorkami. Zákazník může proto zcela jednoduše, takřka bez nářadí, individuálně sestavovat typově zkoušené kombinace přístrojů. Tím šetří čas a vyvaruje se chybného zapojení. Pružinové svorky se osvědčily v rozváděčích, které jsou vystaveny vibracím a chvění. Každý vývod přístroje je tvořen dvěma samostatnými pružinovými svorkami, k nimž se dají připojit dva vodiče s rozdílným průřezem.

Propojení s řízením (PLC)

Vylepšen byl efektivní přenos signálů do a z řídicího systému (PLC) strojního zařízení prostřednictvím komunikačních rozhraní AS-Interface nebo IO-link. Tím se zjednodušuje zapojování řídicích a pomocných obvodů a zároveň realizuje centrální diagnostika a detekce poruch až na úroveň akčních členů a senzorů. Provozní parametry aplikace se přitom dají dynamicky měnit centrálně z operátorského pracoviště na systémech pro ovládání a vizualizaci (panely HMI).

Moduly doplňkových funkcí (obr. 2), které se upevní na čelní panel stykače, umožňují časové zpoždění, elektrické blokování, případně komunikaci s řídicím systémem strojního zařízení (programovatelným automatem). Usnadňují montáž, a především zapojování řídicích obvodů pro spouštění přímé, reverzační i hvězda-trojúhelník. K propojení sousedních modulů doplňkových funkcí slouží plochý kabel zakončený konektory. Navíc lze zvolit způsob připojení k řídicímu systému zařízení: tradiční paralelní připojení (bez komunikace), AS-Interface nebo IO-link. Záleží na počtu motorových vývodů a na jejich rozmístění na strojním zařízení. AS-Interface, popř. IO-link, ušetří místo v rozváděči, výdaje za propojování a za hardwarovou realizaci řídicích a diagnostických funkcí pomocnými kontakty. Motorové vývody jsou totiž prostřednictvím rozhraní IO-Link/AS-Interface integrovány do jednotné softwarové platformy (Step 7/TIA Portal) řídicího systému strojního zařízení, a diagnostika i provozní stavy jsou proto dostupné jak lokálně na jednotlivých vývodech v rozváděčích, tak centrálně na systémech pro ovládání a vizualizaci (operátorské panely). Řízení provozu se tak stává transparentnější.

Obr. 2. Moduly doplňkových funkcí zjednodušují zapojení řídicích obvodů spouštěčů reverzačních a hvězda-trojúhelník včetně elektrického blokování a časového zpoždění, případně komunikace AS-Interface nebo IO-link

Snadné napájení vývodů energií

Připojení hlavního obvodu musí být efektivní a hospodárné také v případě většího počtu spotřebičů. K tomu slouží systémy napájení 3RV29 a 3RA68, které umožňují rychlé upevnění a bezchybné zapojení motorových vývodů (obr. 3) zasunutím, obdobně jako když se zasouvá relé do patice. Výrobci rozváděče se sníží výdaje spojené se zapojováním. Kdo se i přes uvedené přednosti obejde bez těchto napájecích systémů, může využít tradičního paralelního propojení třífázovými napájecími přípojnicemi – nebo chcete-li hřebeny, popř. použít přístrojové adaptéry 8US, které se upevní na přípojnicový rozvod v rozváděčích. Ať už se uživatel rozhodne pro efektivní a hospodárný systém napájení nebo pro jednodušší řešení, všechny přístroje Sirius druhé generace jsou k dostání v provedení s pružinovými nebo šroubovými svorkami. Plynotěsné pružinové svorky jsou odolné proti vibracím a otřesům. Vodiče není nutné zakončovat dutinkami. Provozní spolehlivost byla ověřena četnými typovými zkouškami, asi 45 000 typových zkoušek spotřebičových vývodů s koordinacemi typu 1 a 2 podle ČSN EN 60947-4-1. Důležitým hlediskem je hospodárnost tohoto způsobu připojení: při důsledném používání pružinových svorek se podstatně zkracuje doba zapojování v porovnání s připojováním šroubovými svorkami.

Obr. 3. Modulární systém Sirius – motorový vývod (jistič 3RV2 + stykač 3RT2)
s monitorovacím proudovým relé 3RR2 standard

Pracovní rozsahy napětí a proudu

Stykače Sirius 3RT2 jsou dodávány v různých provedeních ovládací cívky. Konstrukční velikosti S00 až S3 mají vyměnitelnou cívku buď na střídavé, anebo stejnosměrné ovládací napětí. Velikosti S0 až S12 mají tzv. elektronickou cívku, která může být napájena střídavých napětím (50 nebo 60 Hz) ale i stejnosměrným napětím v rozsahu 0,7 až 1,3 jmenovité hodnoty ovládacího napětí. Tzv. vazební stykače Sirius 3RT2 mají nízkopříkonovou cívku, která je osazena varistorem nebo tranzilem a může být ovládána přímo tranzistorovými výstupy programovatelného automatu, aniž by bylo nutné použít oddělovací relé.

Jističe motorů mají rozsahy nastavení proudu tepelných spouští optimalizovány vzhledem k hodnotě vypínacího proudu elektromagnetické zkratové spouště tak, aby nedocházelo k nežádoucímu zapůsobení jističe během rozběhu motorů se zvýšenou energetickou účinností IE3, popř. IE4.

Zvětšené rozsahy ovládacího napětí stykačů a zvětšené rozsahy nastavení proudu elektronických jisticích nadproudových relé 3RB3 v poměru 1:4 (pro porovnání tepelná nadproudová relé mají rozsah nastavení ca 1:1,4) snižují počet provedení jednotlivých přístrojů pro celé výkonové spektrum do 100 A. Tím se snižují pořizovací náklady a investice vázané skladovými zásobami.

Monitorování uživatelských aplikací

Uživatelé nejrůznějších průmyslových zařízení vědí, že kromě jištění motoru při přetížení a zkratu (mezní provozní stavy) je nutné vyhodnotit i některé nežádoucí provozní stavy, např. chod čerpadla naprázdno, prokluzování nebo přetržení řemene, zacpání podavače dopravníku aj.

Modulární systém Sirius obsahuje monitorovací proudová relé Sirius 3RR2 (obr. 4), která se dají začlenit přímo do motorového vývodu, aniž by bylo nutné další vnější propojování se stykačem. Připevní se jednoduše na stykač obdobně jako jisticí nadproudové relé. Rovněž samostatné měřicí transformátory proudu není nutné instalovat. Monitorovací proudová relé jsou vhodná k vyhodnocení míry zatížení motorů nebo jiných spotřebičů, které je založeno na měření efektivní hodnoty odebíraného zdánlivého nebo činného střídavého proudu.

Obr. 4. Monitorovací proudové relé v provedení basic 3RR21 (uprostřed) a v provedení standard 3RR22 (s displejem) s pružinovými svorkami (vlevo)
a šroubovými svorkami (vpravo)

Jednodušší provedení basic má analogové nastavení parametrů potenciometry, zdánlivý proud spotřebiče měří ve dvou fázích a dosažení mezních hodnot signalizuje jedním přepínacím kontaktem. Varianta basic spolehlivě vyhodnocuje změny v oblasti jmenovitého zatížení a přetížení.

Provedení standard poskytuje větší komfort: zobrazování měřených hodnot na displeji, digitální nastavování parametrů třemi tlačítky pomocí menu na displeji a vyhodnocení dalších veličin. Činný nebo zdánlivý proud je v tomto případě měřen ve všech třech fázích. Kromě toho mohou být vyhodnocovány chybový (svodový) proud, sled fází a zablokování rotoru. Varianta standard je ideální pro vyhodnocení poklesu zatížení nebo přetížení. Kromě reléového a tranzistorového výstupu může být monitorovací relé 3RR2 vybaveno rozhraním IO-Link, které naměřenou analogovou hodnotu proudu zdigitalizuje a v datovém telegramu předá k dalšímu zpracování do řízení prostřednictvím IO-Link masteru. Monitorovací relé elektrických a neelektrických veličin vybavená rozhraním IO-Link slouží tedy jako snímač zvolené veličiny, převodník a hardwarový limitní spínač.

Efektivní příprava dokumentace

Výběr přístrojů Sirius usnadňuje katalog Industry Mall společnosti Siemens s konfigurátory k jednotlivým produktům. Optimálním konfiguračním nástrojem je TIA Selection Tool, který umožňuje konfigurovat řídicí systémy Simatic včetně I/O periferií podporující komunikace Profibus, Profinet, AS-Interface nebo IO-Link. Elektrokonstruktérům a projektantům zajišťuje Siemens podporu v podobě dat pro CAD/CAE, např. rozměrové výkresy 2D/3D, 3D modely, makra pro kreslení elektrických schémat, jež jsou připravena ke stažení na portálu Siemens Online Industry Support (SIOS).

---

Vyšlo v časopise Elektro č. 8-9/2017 na straně 12. 
Tištěná verze – objednejte si předplatné: pro ČR zde, pro SR zde.
Elektronická verze vyšlých časopisů zde.