Meningkatkan otomatisasi sistem industri untuk lingkungan yang keras dan berpotensi ledakan, termasuk jalur produksi, sistem robotika industri, infrastruktur energi, kilang, dan jalur produksi semikonduktor. Catu daya industri yang dipilih oleh perancang sistem tidak hanya harus memenuhi persyaratan daya puncak tinggi dan perlindungan arus balik catu daya, tetapi juga memenuhi persyaratan keandalan, daya tahan, keamanan, kepadatan daya tinggi, efisiensi tinggi, dan berbagai persyaratan kepatuhan peraturan yang kompleks.
Makalah ini membahas tantangan yang dihadapi oleh perancang sistem tenaga untuk menuntut aplikasi otomasi. Pasokan listrik rel DIN untuk TRACO Power kemudian disajikan, menjelaskan bagaimana mereka membantu desainer mengatasi tantangan ini.
Tantangan pasokan listrik industri
Peralatan dan sistem elektronik terpapar pada lingkungan industri yang keras untuk jalur produksi, sistem energi terbarukan, gudang distribusi, dan fasilitas pemrosesan bahan kimia. Peralatan elektronik mungkin terkena suhu ekstrim, kelembapan, guncangan mekanis, interferensi elektromagnetik (EMI), getaran, debu, kontak kimia, dan atmosfer yang mudah meledak. Karena elektronik banyak digunakan dalam bidang daya, kontrol, dan pemantauan, semua aplikasi ini harus dirancang untuk memastikan keakuratan, akurasi, keandalan, dan keamanan.
Pasokan listrik sangat penting. Sebagai komponen inti peralatan elektronik industri, catu daya industri mendukung catu daya yang diatur AC dan DC. Outputnya harus memenuhi persyaratan konsumsi energi dasar dari peralatan yang terhubung, dan margin keamanan yang memadai harus disediakan. Misalnya, sistem elektromekanis seperti motor, pompa, dan penggerak kendali gerak memerlukan arus puncak yang sangat tinggi pada saat penyalaan dan catu daya industri harus mampu menyediakan arus tersebut. Secara umum, catu daya industri juga harus memiliki fungsi proteksi tegangan lebih, arus lebih, dan panas berlebih.
Catu daya harus memiliki kapasitas pengaturan tegangan yang baik ketika beban atau saluran berubah, dan memastikan efisiensi yang tinggi. Hal ini sangat penting terutama untuk catu daya yang dipasang dalam wadah kompak, karena efisiensi yang rendah dapat menyebabkan penumpukan panas yang berlebihan.
Spesifikasi garis besar pasokan listrik industri juga penting. Catu daya industri harus dapat dipasang di mesin atau lemari kendali dengan ruang terbatas. Selain itu, aplikasi industri memerlukan penggantian peralatan yang rusak secara cepat, sehingga peralatan tersebut harus dipasang untuk memudahkan pelepasan dan penggantian. Pasokan listrik industri harus tersertifikasi keselamatan dan kompatibilitas elektromagnetik (EMC).
Sertifikasi Lokasi Berbahaya
Lokasi berbahaya (HazLoc) adalah area sertifikasi khusus. Kode Kelistrikan Nasional (NEC) mendefinisikan lokasi berbahaya sebagai area di mana keberadaan gas atau uap yang mudah terbakar, cairan yang mudah terbakar, debu yang mudah terbakar, serat yang mudah terbakar, atau serat yang beterbangan dapat mengakibatkan bahaya kebakaran atau ledakan. Pasokan listrik industri dan peralatan elektronik lainnya harus disertifikasi secara khusus untuk beroperasi di lingkungan HazLoc.
Laboratorium Penjamin Emisi Efek (UL), bersama dengan Petunjuk Peralatan untuk Atmosfer Peledak (ATEX) Uni Eropa, menetapkan standar pengujian untuk komponen yang digunakan di lokasi berbahaya. Sertifikasi tersebut dapat membuktikan bahwa peralatan yang disertifikasi telah memenuhi standar keselamatan minimum yang relevan yang disyaratkan untuk digunakan di area berbahaya yang ditentukan.
Sertifikasi ini mempertimbangkan dua faktor: jenis bahan mudah menguap dan kemungkinan keberadaannya. Jenis potensi bahan peledak menentukan kategori sertifikasi. Kelas 1 mencakup uap dan gas yang mudah terbakar; Kategori 2 mencakup debu yang mudah terbakar, seperti tepung; Kategori 3 adalah serat dan terbang yang mudah terbakar (partikel yang mudah terbakar dalam volume kecil seperti kain).
Kemungkinan adanya zat berbahaya yang mudah menguap menentukan jenis zonasi kawasan berbahaya. Divisi 1 mencakup lingkungan di mana biasanya terdapat bahan berbahaya. Divisi 2 mencakup lingkungan di mana bahan berbahaya biasanya tidak ada, namun mungkin ada dalam kondisi tertentu.
Catu daya industri untuk aplikasi HazLoc
Catu daya efisiensi tinggi seri DIN rail TIB-EX dari TRACO Power (Gambar 1) dirancang untuk lingkungan yang keras dan lokasi berbahaya. Rel DIN adalah sejenis rel logam yang banyak digunakan untuk memasang peralatan kontrol industri di rak peralatan atau kabinet panel. Seri ini juga menawarkan opsi pemasangan samping untuk profil pemasangan yang lebih rendah agar sesuai dengan persyaratan pemasangan panel. Rangkaian catu daya ini mematuhi standar keselamatan UL HazLoc Kelas 1, Divisi 2 (C1D2) dan ATEX (EN60079-0, EN60079-7, dan EN60079-15) dan bersertifikat EMC.
Catu daya rel TIB-EX DIN untuk TRACO Power
Gambar 1: Catu daya rel DIN seri TIB-EX bersertifikat HazLoc C1D2 dan bersertifikat EMC, dengan daya terukur 80 W, 120 W, 240 W, dan 480 W (sumber: TRACO Power)
Catu daya HazLoc C1D2 dirancang untuk pengoperasian yang aman di area yang biasanya mengandung gas atau uap yang mudah terbakar namun dapat keluar jika terjadi kondisi tidak normal seperti kebocoran, kegagalan peralatan, atau kegagalan sistem ventilasi.
Karakteristik terpenting dari peralatan C1D2 adalah tidak akan menjadi sumber penyalaan dalam kondisi pengoperasian normal dan tidak disengaja. Peralatan tersebut harus dirancang sedemikian rupa sehingga tidak mengeluarkan energi listrik atau panas yang cukup untuk memicu atmosfer eksplosif yang mudah menguap. Oleh karena itu, peralatan tersebut tidak akan menimbulkan busur api atau percikan listrik selama pengoperasian normal, dan struktur penutup dapat membatasi laju masuknya zat berbahaya yang mudah menguap.
Selain sertifikasi HazLoc, catu daya berpendingin konvektor ini memiliki efisiensi 88% hingga 95% (tergantung modelnya) dan dapat beroperasi pada suhu dari - 40 ° C hingga+60 ° C (beban penuh). Daya terukur 80 W, 120 W, 240 W dan 480 W, tegangan keluaran 12 V, 24 V atau 48 V, tegangan pengoperasian 85 VAC hingga 264 VAC, frekuensi 50/60 Hz.
Catu daya seri TIB-EX sangat cocok untuk lingkungan industri, dengan fungsi perlindungan operasi yang komprehensif, termasuk tegangan lebih keluaran dan perlindungan hubung singkat. Pada ujung masukan, rangkaian catu daya ini dapat mencegah jatuhnya tegangan pada saluran listrik, yaitu tegangan turun hingga kurang dari 90% dari nilai pengenalnya, namun tidak akan terputus sepenuhnya. Durasi umumnya adalah 3 hingga 10 siklus atau 50 mdtk hingga 167 mdtk. Rangkaian catu daya ini mematuhi Spesifikasi Imunitas SEI F47 Sag.
Catu daya TIB-EX juga tahan terhadap kelebihan daya jangka pendek dan mempertahankan keluaran hingga 4 detik pada kelebihan beban 150%. Seri ini ideal untuk desain sistem dengan motor stepper, katup solenoid, atau aktuator - beban yang menghasilkan lonjakan arus tinggi pada pemberian energi awal.
Fenomena umum lainnya di lingkungan industri adalah daya balik, dimana beban seperti induktor dan motor reduksi memberi umpan balik tegangan ke catu daya. Catu daya seri TIB-EX memiliki fungsi penting sebagai perlindungan arus balik catu daya untuk membantu mencegah pemadaman atau kegagalan yang disebabkan oleh beban tersebut.
Catu Daya Mode Pengalihan (SMPS) pada awalnya harus mengisi kapasitor masukannya, yang dapat mengakibatkan arus masuk yang besar ketika catu daya pertama kali dihubungkan ke saluran. Kebanyakan catu daya SMPS (seperti seri TIB-EX) menggunakan pembatas arus lonjakan untuk mengontrol arus lonjakan ini. Pasokan ini memiliki nilai arus lonjakan 30 A (input 230 VAC), 15 A (115 VAC).
Semua model melaporkan status keluaran melalui penutupan kontak DC-OK dan indikator LED DC-OK di panel depan dan samping.
Catu daya rel DIN AC/DC TIB 080-12EX 80 W (Gambar 2) memiliki tegangan keluaran pengenal 12 V dan arus maksimum 6,7 A. Catu daya kompak dengan ukuran 3,71" x 1,26" x 4,50 mm".