AC-Versorgungsspannung puffern und Netzausfall erkennen?

Ich entwerfe ein System, das Folgendes integriert:

  1. ein Industrie-PC mit 230V AC Eingang (~300W)
  2. verschiedene Peripheriegeräte, die 24 V DC benötigen (max. 150 W)

Bei einem Ausfall der externen AC-Stromversorgung müssen die DC-Komponenten (2) bis zu fünf Minuten lang mit Notstrom versorgt werden. Dies ist kein Problem und geeignete Netzteile sind erhältlich.

Aus einem von mir nicht beeinflussbaren Grund benötigt der Industrie-PC jedoch ein Vorsignal (etwa 1 Sekunde im Voraus, möglicherweise weniger), das anzeigt, dass seine Stromversorgung bald unterbrochen wird.

Also suche ich einen passenden 230V AC Puffer mit Stromausfallmeldung. Die Konformität mit IEC 60601-1 (3.) wäre ein großes Plus.

Ich weiß nicht genau, was ich suche. Auf eine ausgewachsene USV möchte ich verzichten, auch wenn für das 24V-Netzteil eine Batterie benötigt wird. Kann mir jemand das richtige Bauteil nennen?

Eine richtig dimensionierte USV löst beide Probleme: Aufrechterhaltung der 24-V-DC-Stromversorgung und Bereitstellung angemessener Warnungen für den Industrie-PC. Ich bezweifle, dass Sie etwas Einfacheres finden werden.

Antworten (2)

Das Platzieren von USVs hier und da ist ein primärer Instinkt für fast jeden Automatisierungsingenieur. Aber es ist keine gute Lösung, besonders auf großen Systemen (was das besprochene nicht ist). Die beiden Hauptnachteile der Stromversorgung über USV sind:

  1. Die USV enthält Batterien. Alle Arten von Batterien verschlechtern sich mit der Zeit und müssen ersetzt werden. Aber jede Support-Arbeit an den Industriemaschinen ist per Definition nicht gut.

  2. Die Verwendung von USV an einem Teil der Maschine (normalerweise Computer) bedeutet, dass das System bei einem Stromausfall in einen inkonsistenten Zustand übergeht, der von der Software selten richtig verarbeitet wird. Dadurch kommt es nach Spannungswiederkehr oft zu Wiederanlaufproblemen. Solche Maschinen erfordern eine sehr sorgfältige Konstruktion und ausgedehnte Tests.

Also zum Thema. Ich würde folgende Varianten vorschlagen:

  1. Denken Sie noch einmal darüber nach - ist es wirklich, wirklich so wichtig, den PC nach einem Stromausfall am Laufen zu halten? Ist es nicht durch einige Softwaremethoden möglich, dieses Herunterfahren so zu gestalten, dass es nicht zu Informationsverlusten führt?

  2. Wenn die Antwort von 1. "Nein" ist, dann verwenden Sie einen Industrie-PC, der mit 24 VDC versorgt wird, und verwenden Sie ein kapazitives Backup-Gerät , das die Spannung für mindestens einige Sekunden oder Minuten hält und sie für die gesamte Maschine umschaltet. Darüber hinaus ist kein Support und kein Batteriewechsel erforderlich.

Hinweis: Wir haben die genannten Wöhrle-Geräte in mehreren unserer Anlagenmaschinen.

Danke schön! Die Antwort ist nein". Es liegt nicht am PC, sondern an einer Motorkomponente. Wir müssen in der Lage sein, eine ausfallsichere Bremse zu aktivieren, bevor wir den Motor von der Stromversorgung trennen. Das Problem ist, dass wir diesen Teil des Systems aufgrund von Zertifizierungsproblemen nicht ändern können. Kennen Sie ein kapazitives Backup-Gerät mit AC-Ausgang?
@DanielGehriger - Wenn Sie einen Wechselstrommotor nach dem Stromausfall drehen möchten, benötigen Sie eine USV. Welche Leistung hat dieser Motor? Der normale Ansatz für dieses Problem besteht darin, einen Motor mit elektromagnetischer Bremse zu verwenden - wenn die Bremse mit Strom versorgt wird, ist sie frei, wenn die Stromversorgung ausgeschaltet ist, stoppt die Bremse den Motor.
es geht um 200W. Ja, wir haben bereits ausfallsichere Bremsen. Das Problem ist, dass sie eine gewisse Trägheit haben und die Motorachse sich nach einem Stromausfall um <1° bewegt, bevor die Bremse vollständig einrastet. Also muss ich die Bremsen betätigen, kurz bevor die Stromversorgung der Motoren unterbrochen wird.
@DanielGehriger - Und wie kann sich <1° auf die Sicherheit auswirken? Wie auch immer, ich fürchte, Sie müssen mehr Details zu Ihrem Projekt mitteilen, um angemessenere Designvorschläge zu erhalten. Sie bearbeiten die Frage besser. Ich hoffe, es ist kein streng geheimes Projekt. :)
@DanielGehriger Wenn Sie ein kapazitives Backup-Gerät mit DC-Ausgang haben, das für 12 V ausgelegt ist, können Sie es wahrscheinlich an einen AC-Wechselrichter für einen AC-Ausgang anschließen.
"Die Verwendung von USV an einem Teil der Maschine (normalerweise Computer) bedeutet, dass das System bei einem Stromausfall in einen inkonsistenten Zustand übergeht, der von der Software selten richtig verarbeitet wird." Eine USV ermöglicht es der PC-Software, ordnungsgemäß herunterzufahren, anstatt einfach die Stromversorgung zu verlieren und verschiedene Dateien zu beschädigen. Bei modernen Solid-State-Speichern kann das Ziehen von Strom während eines Lese- oder Schreibvorgangs das Laufwerk intern beschädigen.

Ich habe einmal eine neuartige Lösung für dasselbe Problem gesehen. Ein Wechselstrommotor dreht ein Schwungrad auf einige tausend Umdrehungen pro Minute. Die gegenüberliegende Welle des Schwungrads vom Motor ist ein Untersetzungsgetriebe, das einen Generatorkopf speist. Wenn die Wechselstromversorgung ausfällt, speichert das Schwungrad genug Energie, um das Aggregat mehrere Minuten lang zu betreiben. Eine LED auf der einen Seite des Schwungrads und ein Fototransistor auf der anderen Seite ermöglichten es einem einfachen Pic-Chip, die Zeitdauer abzuschätzen, die die Sicherung andauern würde. Der PIC hat auch eine Port-Eingangsleitung über einen Strombegrenzungswiderstand direkt mit der Wechselstromleitung verbunden. Ein Port-Pin erkennt also das Vorhandensein von Wechselstrom. und ein weiterer Port-Pin erkennt die Schwungradgeschwindigkeit. Ein anderer Port-Pin gab einen NOT SAFE-Ausgang für den Start aus, wenn sich das Schwungrad noch nicht auf eine akzeptable Geschwindigkeit gedreht hatte. Beachten Sie, dass das Ganze aufgrund der im Schwungrad gespeicherten Energie aus Sicherheitsgründen in einem Betongehäuse eingeschlossen war.

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