در سیستمهای کنترل اتوماسیون صنعتی، منبع تغذیه ۲۴ ولت DC تقریباً به پیکربندی پیشفرض برای سیستمهای PLC تبدیل شده است. چه برای پردازندههای PLC، ماژولهای ورودی/خروجی دیجیتال یا حسگرها و محرکهای در محل، برق ۲۴ ولت DC به طور گسترده استفاده میشود. بنابراین، چرا اکثر سیستمهای PLC صنعتی به جای ولتاژهای دیگر، ۲۴ ولت DC را انتخاب میکنند؟
ولتاژ ۲۴ ولت DC چیست؟ چه نقشی در سیستم PLC دارد؟
۲۴ ولت DC به ولتاژ جریان مستقیم ۲۴ ولت اشاره دارد و عمدتاً در سیستمهای PLC برای موارد زیر استفاده میشود:
منبع تغذیه برای بدنه PLC و ماژولهای توسعه
منبع تغذیه سیگنال ورودی/خروجی دیجیتال
منبع تغذیه برای سنسورهای صنعتی (سوئیچهای مجاورتی، سوئیچهای فوتوالکتریک و غیره)
رلههای کنترل، شیرهای برقی و سایر مکانیزمهای محرک
در سیستمهای کنترل، معمولاً ۲۴ ولت DC توسط منابع تغذیه سوئیچینگ صنعتی (SMPS) از جریان متناوب تبدیل میشود و یک سیستم منبع تغذیه کنترلی پایدار و قابل کنترل را تشکیل میدهد.
چرا PLC های صنعتی به جای برق AC، برق 24 ولت DC را انتخاب میکنند؟
۱. جریان مستقیم پایدارتر و برای سیستمهای کنترل الکترونیکی مناسبتر است.
هسته یک PLC از یک ریزپردازنده، تراشههای منطقی و قطعات الکترونیکی تشکیل شده است که طبیعتاً برای کار در محیط ولتاژ پایین DC مناسبتر هستند. در مقایسه با جریان متناوب، ۲۴ ولت DC مشکلات نوسان فرکانس و عبور از نقطه صفر را ندارد و سیگنال پایدارتر است که برای موارد زیر مفید است:
بهبود دقت قضاوت منطقی
کاهش تحریک کاذب و لرزش سیگنال
افزایش قابلیت اطمینان ورودیهای پرسرعت و توابع شمارش
ایمنی بالای برق ۲۴ ولت DC یک مزیت کلیدی در سایتهای صنعتی است.
محیط سایت صنعتی پیچیده است و تعمیر و نگهداری و اشکالزدایی آن مکرراً انجام میشود. بنابراین، سطح ولتاژ ایمنی از اهمیت ویژهای برخوردار است.
مزایای ایمنی ۲۴ ولت DC عبارتند از:
در محدوده ولتاژ پایین ایمن (SELV) قرار میگیرد
خطر تماس با انسان کم است
مناسب برای کابینتهای کنترل، ترمینالهای میدانی و مدارهای عملیاتی دستی
این همچنین دلیل مهمی است که چرا تقریباً همه دکمهها، مدارهای توقف اضطراری و دریافت سیگنال، ولتاژ ۲۴ ولت DC را اتخاذ میکنند.
۲۴ ولت DC با حسگرها و محرکهای صنعتی بسیار سازگار است.
در حال حاضر، تجهیزات صنعتی اصلی اساساً از ۲۴ ولت DC به عنوان ولتاژ منبع تغذیه استاندارد استفاده میکنند، از جمله:
سوئیچهای مجاورتی، حسگرهای فوتوالکتریک
ترانسمیترهای فشار، سطح مایع و دما
رمزگذار، سوئیچ محدود کننده
ماژول رله و شیر برقی
یکسانسازی سطح ولتاژ میتواند به طور قابل توجهی دشواری ادغام سیستم PLC را کاهش دهد، سازگاری تجهیزات و قابلیت نگهداری را بهبود بخشد.
از منظر ضد تداخل، ۲۴ ولت DC برای محیطهای صنعتی مناسبتر است.
تعداد زیادی منبع تداخل در سایتهای صنعتی وجود دارد، مانند
مبدلهای فرکانس و موتورهای پرقدرت
بارهای القایی مرتباً روشن و خاموش میشوند
تابلو برق فرکانس بالا
سیگنال ۲۴ ولت DC از نظر تداخل الکترومغناطیسی عملکرد پایدارتری دارد. همراه با سیمکشی و اتصال زمین مناسب، میتواند به طور مؤثر خطای سیگنال و میزان خرابی سیستم را کاهش دهد.
دلایلی که ۲۴ ولت DC به استاندارد اتوماسیون صنعتی تبدیل شده است
۱. استانداردهای صنعت بسیار یکپارچه هستند
برق ۲۴ ولت DC به طور گسترده توسط صنعت اتوماسیون جهانی پذیرفته شده و به یک استاندارد بالفعل تبدیل شده است و موارد زیر را ایجاد میکند:
PLC های برندهای مختلف به راحتی قابل ادغام هستند
ماژول ورودی/خروجی (I/O) تطبیقپذیری بالایی با دستگاههای میدانی دارد.
گسترش و ارتقاء سیستم سادهتر است
۲. پشتیبانی از کنترل ماژولار و توزیعشده
بیشتر سیستمهای ورودی/خروجی توزیعشده، سایتهای راه دور و فیلدباس با ولتاژ ۲۴ ولت DC تغذیه میشوند که سیستم کنترل را انعطافپذیرتر و مقیاسپذیرتر میکند.
مزایای برق ۲۴ ولت DC از نظر هزینه و نگهداری
از منظر عملکرد بلندمدت، سیستم ۲۴ ولت DC مزایای اقتصادی آشکاری دارد:
تامین منابع تغذیه صنعتی، ماژولها و لوازم جانبی کافی است.
قطر سیم کوچکتر است و باعث صرفه جویی در مواد و فضا می شود
محل خطا ساده است و پرسنل تعمیر و نگهداری با آن بسیار آشنا هستند
راندمان بالای منبع تغذیه، تولید گرمای کم و طول عمر بالا
این مزایا به طور مؤثر هزینه کلی مالکیت سیستم PLC را کاهش میدهد.
چرا PLC ها ولتاژ ۱۲ ولت یا ۴۸ ولت را انتخاب نمیکنند؟
در زمینه کنترل صنعتی، انتخاب ولتاژ نیاز به ایجاد تعادل بین عوامل متعددی دارد:
۱۲ ولت DC: فاصله انتقال کوتاه، افت ولتاژ قابل توجه و ظرفیت رانندگی محدود
۴۸ ولت جریان مستقیم: سطح ایمنی کاهش یافته و هزینههای عایقبندی و حفاظت افزایش یافته است.
در مقابل، ولتاژ ۲۴ ولت DC بهترین تعادل را بین ایمنی، قابلیت رانندگی و پایداری انتقال برقرار میکند و بنابراین به ولتاژ ترجیحی برای سیستمهای کنترل صنعتی تبدیل میشود.
مزایای برق ۲۴ ولت DC برای پروژههای جهانی و کاربردهای فرامنطقهای
از طریق منابع تغذیه سوئیچینگ صنعتی، جریان متناوب (110 ولت / 230 ولت) از مناطق مختلف میتواند به 24 ولت DC تبدیل شود که این امر موارد زیر را امکانپذیر میسازد:
سیستم PLC به دلیل تفاوتهای منطقهای نیازی به طراحی مجدد ندارد.
تجهیزات صنعتی به راحتی در سطح جهانی قابل استفاده هستند
تکرارپذیری و استانداردسازی پروژه بالاتر است
نتیجهگیری: چرا ۲۴ ولت DC بهترین انتخاب برای سیستمهای PLC است؟
به طور کلی، ولتاژ ۲۴ ولت DC به استاندارد ولتاژ کنترل هسته برای سیستمهای PLC صنعتی تبدیل شده است. دلایل اصلی عبارتند از:
ایمن و قابل اعتماد، مناسب برای سایتهای صنعتی
سازگاری بالا با سنسورها و عملگرها
سیگنال پایدار است و توانایی ضد تداخل قوی دارد
برای طراحی استاندارد و ماژولار مناسب است
هزینه قابل کنترل است و نگهداری آن راحت است
قابل اجرا در سطح جهانی و با تجربه مهندسی بالغ
به همین دلیل، ۲۴ ولت DC برای مدت طولانی یک ولتاژ پایه غیرقابل جایگزین در سیستمهای کنترل اتوماسیون صنعتی باقی خواهد ماند.
1 سال گارانتی
