Sistemas de alimentación redundantes – Asegurando la disponibilidad de los procesos

Sistemas de alimentación redundante - Weidmüller

 

 

El nivel creciente de automatización genera nuevos retos a la hora de garantizar una alimentación confiable de 24 V DC. Como partner en conectividad industrial, Weidmüller proporciona soluciones versátiles que satisfacen estas exigencias gracias a la conexión de fuentes de alimentación conmutadas, con alto nivel de disponibilidad, mediante prácticos módulos complementarios.

 

 

¿Por qué un sistema redundante?

 

En la industria de procesos, la desconexión total de los componentes del sistema puede generar pérdidas de tiempo y dinero considerables, inclusive, en casos críticos es absolutamente necesario mantener los procesos operativos por cuestiones de seguridad.

 

 

Conceptos importantes:

 

  • Fuentes conectadas en paralelo
  • Fuentes conectadas de manera redundante

 

 

 

Sistema paralelo:

 

  • Se utilizan fuentes de alimentación conectadas en paralelo para aumentar la potencia de salida. Este acople directo suele ser la solución más común para aquellos casos en donde la corriente requerida por la carga supera los valores nominales de las fuentes del mercado.

Por ej.: si conectamos en paralelo la salida de dos fuentes que entregan 24 VDC 5 A, obtendremos 24 VDC 10 Amperes.

 

 

Esquema de conexión en paralelo:

 

  • Es ideal que las fuentes tengan las mismas características técnicas.
  • Procurar que las líneas de conexionado tengan la misma longitud y sección, verificar el torque de apriete en los terminales.
  • Regular las tensiones de salida de las fuentes, la diferencia no debe superar los 50 mV. (ver diagrama de medición)
  • Las Fuentes PROeco de Weidmuller son muy conocidas en el mercado gracias a su diseño compacto y excelentes prestaciones a bajo costo

 

Es posible realizar el acople directo entre ellas, con un máximo de cinco fuentes.

 

Sistemas de alimentación redundante - Weidmüller

 

 

 

Fuente PRO ECO 72W - Weidmüller   Sistemas de alimentación redundante - Weidmüller

 

 

Diagrama de medición:

 

  1. En primera instancia, calibrar la salida de tensión de las fuentes con la mayor precisión posible.
  2. Luego conectar los neutros y medir la diferencia de tensión entre positivos, debe ser menor o igual a 50mV.
  3. Una vez contrastadas entre sí podemos finalizar la configuración en paralelo según el esquema indicado arriba.

 

Sistemas de alimentación redundante - Weidmüller

 

 

VALOR MTBF

 

Por estar acopladas directamente en paralelo, si una de las fuentes sufriera un desperfecto, trasladaría esa falla a la otra y la carga perdería su alimentación instantáneamente, por lo tanto no es un sistema redundante.

 

Para aumentar la disponibilidad es importante considerar el valor MTBF, cuyas siglas hacen referencia a “mean time between failure”. Se trata de un valor estadístico, indicado por el fabricante, sobre el tiempo promedio de falla, normalmente expresado en horas y en condiciones normales de instalación, por ej. una temperatura de trabajo de 25°C. Por lo tanto, cuanto más alto sea el valor MTBF, mejor!

 

Las Fuentes PROeco De Weidmuller poseen un valor MTBF de más de 500.000 horas!

Es lógico que la probabilidad de fallas dependerán del entorno, temperatura y tipo de carga real, por ello es importante respetar las sugerencias de instalación para aumentar el grado de disponibilidad.

 

 

 

Sistemas de alimentación redundantes:

 

Utilizamos fuentes de alimentación conectadas en forma redundante para aumentar la disponibilidad de la energía. Dichas fuentes, se conectan en paralelo mediante un dispositivo que garantice el desacoplamiento entre ellas ante una falla interna o cortocircuito a la salida:

 

  • Sistema redundante utilizando Módulos de Diodos
  • Sistemas redundantes y supervisados mediante Módulos de Redundancia
  • Sistemas redundantes acoplando fuentes de alimentación Protop de Weidmuller.

 

MÓDULOS DE DIODOS

 

  • Los Módulos de diodos de Weidmüller permiten utilizar dos fuentes de alimentación manteniendo el desacople entre ellas. Si fallara una fuente o existiese un cortocircuito en el cableado hasta el módulo, la segunda asumirá toda la carga garantizando la continuidad del proceso.

 

Diagrama de conexión para dos fuentes de 20 A con un Módulo de Diodos PRO DM 20

 

Sistemas de alimentación redundante - Weidmüller

 

 

 

PRO DM 20 - Weidmüller   Sistemas de alimentación redundante - Weidmüller

 

 

MÓDULOS DE REDUNDANCIA:  Supervisión y eficiencia

 

Los Módulos de redundancia de Weidmuller utilizan tecnología con transistores MOSFET. Permiten utilizar dos fuentes de alimentación manteniendo el desacople, supervisando el estado de las mismas y del cableado. Si falla una de las fuentes de alimentación, la segunda podrá suministrarle energía a la carga. También posee:

 

  • Contacto por relé libre de potencial para notificación remota de fallas.
  • LED’s para rápida indicación del estado de servicio (verde: OK, Rojo: falla, apagado: entrada sin alimentación).
  • La tensión de entrada puede ser 12VDC o 24 VDC, la corriente de salida nominal: 96 A.
  • Certificaciones Clase I Div. 2, ATEX y IECex

 

Diagrama de conexión para dos fuentes de 40 A con un Módulo de REDUNDANCIA PRO RM 40

 

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PRO RM 10 - Weidmüller   Sistemas de alimentación redundante - Weidmüller

 

 

EJEMPLOS DE REDUNDANCIAS PARTICULARES

 

Weidmüller dispone también de soluciones de alimentación redundante cumpliendo los elevados requisitos de disponibilidad en otros sectores de la industria.

En lugar de utilizar dos redes AC, se pueden conectar, por ejemplo, una red AC con un banco de baterías. La solución consiste en combinar una fuente de alimentación con un Módulo de diodos PRO DM 20 y un Convertidor DC/DC de Weidmüller. En sistemas de tensión sin conexión a tierra, como por ejemplo el sistema de baterías de emergencia de los barcos, es necesaria la aislación entre la tensión de control y la tensión de las baterías. Gracias a su protección de tipo tres y su elevada eficiencia, el Convertidor DCDC de Weidmuller resulta óptimo para estas aplicaciones.

 

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Sistemas de alimentación redundante - Weidmüller

 

 

REDUNDANCIA UTILIZANDO FUENTES DE ALIMENTACIÓN PROTOP DE WEIDMULLER

 

Las Fuentes de alimentación Protop de Weidmuller poseen un sistema de desacoplamiento interno automático. Se pueden conectar hasta diez fuentes en paralelo para aumentar la potencia, y gracias a tecnología Mosfet su salida se desconectará de manera segura en caso de un cortocircuito interno sin perjudicar a las otras fuentes acopladas.

 

  • Tecnología DCL  (Sistema dinámico de limitación de corriente) , consiste en reservas continuas para picos de corriente de carga, en rangos de milisegundos a segundos, ideal para disparar interruptores automáticos o para arranques de motores.
  • Puerto de comunicación para monitoreo remoto de variables y parametrización (CAN open, IO-Link)
  • Leds indicadores de estado y salida relé de monitoreo de falla.
  • MTBF > 1.000.000 hs.

 

Fuente PRO TOP - Weidmüller   Sistemas de alimentación redundante - Weidmüller

 

 

 

 

Juan Pablo Ledesma

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Weidmüller, su socio de confianza en Conectividad Industrial

 

CPI representante oficial en Argentina

 

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