Nei contesti produttivi conformi al paradigma Industria 4.0 cresce la dipendenza dai sistemi di alimentazione elettrica. Elettrificazione, automazione avanzata, tecnologie digitali e sistemi di networking hanno contribuito ad aumentare la produttività in azienda, ma ci hanno reso sempre più dipendenti dai sistemi di alimentazione.
Per mantenere un alto livello di efficienza produttiva, oggi servono sistemi di alimentazione elettrica adeguati e affidabili. Non devono essere soggetti a interruzioni improvvise e devono evitare disturbi o danni alle apparecchiature installate. L’obiettivo di un sistema di alimentazione è dunque quello di garantire il corretto funzionamento di macchine e impianti. E questo vuol dire la massima continuità di produzione.
Affidabilità e continuità di esercizio nei sistemi di alimentazione elettrica
Diventa sempre più strategico adottare sistemi di alimentazione capaci di garantire la continuità di esercizio, che assicurino l’integrità degli operatori, la qualità di produzione e il rispetto e dei tempi di lavorazione.
Un posizionamento errato degli assi, la perdita di dati di produzione, oppure il malfunzionamento di un software comportano non solo rischi alla sicurezza ma manutenzioni extra e perdita di produttività.
L’installazione di dispositivi di protezione elettronica avanzati in una macchina o impianto consentono di prevenire cortocircuiti o sovraccarichi. Anche il monitoraggio della tensione è un ottimo strumento per identificare eventuali anomalie e intraprendere azioni correttive.
Adottare quindi sistemi di alimentazione adeguati, compresi interruttori elettronici e protezioni contro le sovratensioni, permette di salvaguardare le macchine o gli impianti da eventuali danni e anomalie.
Cosa accade in fabbrica se si interrompe la rete elettrica?
Che cosa accadrebbe a una macchina o un impianto in caso di sovratensione o microinterruzioni di rete? A quanto ammonterebbe la spesa da sostenere per il ripristino di dispositivi danneggiati da un cortocircuito?
Quali possono essere i danni di immagine se si perdessero i dati di produzione?
Anche Phoenix Contact, che si occupa da oltre 100 anni di tecnologia di connessione e automazione, si è posta queste domande. La risposta sono soluzioni innovative per l’alimentazione affidabile e continua delle macchine o degli impianti.
Cos'è il sistema Power Reliability e come funziona
Con il sistema Power Reliability, Phoenix Contact offre soluzioni di alimentazioni complete e sicure per qualsiasi ambiente e applicazione. Le soluzioni si integrano perfettamente nella rete produttiva allo scopo di garantire la continuità di esercizio, sia nel caso di un quadro elettrico sia di una macchina/impianto.
Facilmente integrabili nella rete produttiva, le soluzioni Power Reliability gestiscono da remoto qualsiasi anomalia si presenti, come ad esempio il ripristino di eventuali malfunzionamenti dovuti a carichi difettosi.
Attraverso la funzione di diagnostica integrata e la comunicazione via bus, è possibile conoscere lo stato di funzionamento del sistema di alimentazione e delle protezioni, individuare con facilità i problemi di alimentazione di macchine o impianti, e intervenire fino ai singoli carichi.
Il sistema Power Reliability di Phoenix Contact include diverse soluzioni. Ci sono sistemi di alimentazione e UPS, protezioni contro le sovratensioni, dispositivi di protezione da sovracorrente e interruttori, sistemi di monitoraggio dell’energia, convertitori DC/DC e inverter DC/AC, moduli di ridondanza e di potenza.
La sinergia tra i dispositivi di alimentazione, le protezioni da sovratensione, gli interruttori elettronici e i moduli di misurazione dell’energia favorisce il corretto funzionamento dell’intero sistema. Questo consente di monitorare le varie parti dell’applicazione, favorendo la programmazione puntuale delle attività di manutenzione.
La sinergia tra alimentatori e misuratori della soluzione Power Reliability
Le soluzioni Power Reliability di Phoenix Contact sono apprezzate per la loro affidabilità nel tempo. Implementate una sola volta, possono operare per moltissimi anni, garantendo sempre la stessa qualità e continuità di servizio. Questo significa quindi una singola installazione, un unico investimento con riduzione dei costi di gestione.
Le tecnologie Phoenix Contact sono conformi a numerosi riferimenti normativi internazionali e possono essere implementate in applicazioni internazionali.
L’alimentazione affidabile contribuisce anche all’efficienza energetica. Riducendo gli sprechi e le interruzioni, si massimizzano i profitti e si raggiunge una continuità di servizio sostenibile a vantaggio della qualità e della produttività.
Non solo soluzioni di alimentazione elettrica, ma sistemi "intelligenti"
Phoenix Contact vanta una vasta gamma di alimentatori in AC/DC, perfettamente combinabili tra di loro, in molteplici versioni, dai modelli base fino alle varianti full optional.
Oltre agli alimentatori, l’offerta comprende anche i sistemi UPS, che permettono attraverso l’energia in batterie di assicurare la continuità di alimentazione in caso di mancanza di elettricità. Attraverso il riconoscimento automatico tra UPS e batteria si raggiunge un’ottimale gestione della vita elettrica (IQ Technology) o la parametrizzazione semplificata.
In ambito di automazione industriale è importante avere informazioni real-time sullo stato della produzione. Phoenix Contact offre soluzioni che comunicano e condividono le informazioni sullo stato di macchine e impianti e quindi permette di intervenire in maniera tempestiva in caso di malfunzionamenti.
Gli alimentatori Quint e Trio
Gli alimentatori della serie QUINT Power sono progettati per garantire la massima disponibilità degli impianti. La tecnologia SFB (Selective Fuse Breaking) permette di reagire rapidamente a sovraccarichi e cortocircuiti, minimizzando i tempi di fermo macchina. Qui trova la sua massima espressione la serie QUINT 4 con funzioni avanzate ed è ideale per applicazioni con requisiti elevati.
Gli alimentatori della famiglia TRIO POWER si differenziano per la robustezza e l’affidabilità. Questi alimentatori sono ideali per il quadro elettrico e offrono protezione dei dispositivi multicanale integrata, assicurando così la continuità operativa anche in condizioni difficili.
La terza generazione di alimentatori TRIO3 stabilisce un nuovo standard nel mercato dell’automazione industriale. Compatti e robusti, gli alimentatori TRIO3 dimostrano la loro efficacia anche grazie alla semplicità d’uso. Presentano varianti con protezioni elettroniche integrate, bus IO-link e circuito stampato trattato, per le condizioni più impegnative. La variante con protezioni elettroniche e IO-link permette di gestire in modo indipendente l’intervento di 8 canali e di monitorarli da remoto.
I sistemi di alimentazione elettrica Uno, Step ed Essential
Le gamme UNO, STEP ed ESSENTIAL si prestano perfettamente nell’infrastruttura urbana, nell’automazione degli edifici e svolgono funzioni basiche. Gli alimentatori UNO Power e STEP Power hanno un’elevata densità di potenza e sono adatti per carichi fino a 960 W.
La famiglia STEP con un design pensato per applicazioni Building garantisce alta efficienza energetica, grazie alle ridotte perdite di funzionamento a vuoto di 0,1 W o 0,21 W. Gli alimentatori STEP di Phoenix Contact hanno ottenuto il riconoscimento di Efficiency Level VI, ciò significa che gli alimentatori soddisfano gli elevati requisiti attualmente richiesti per gli standard di efficienza.
La serie STEP soddisfa anche elevati requisiti di sicurezza ed è certificata anche per l'uso domestico secondo la norma DIN EN 60335-1. In tal senso è possibile alimentare efficacemente wall box, sistemi di ombreggiamento dei locali per uffici, forni per supermercati e anche ricaricare rapidamente smartphone e altri dispositivi con tensioni da 5 V. Phoenix Contact ha reso disponibili anche alimentatori progettati per l’installazione diretta sul campo, in IP67. Robusti e compatti, questi alimentatori resistono agli ambienti più ostili, mantenendo l’alimentazione stabile e sicura.
Phoenix Contact integra tecnologie come l’ACB Technology (Auto Current Balancing) e l’IQ Technology per ottimizzare la distribuzione della corrente e monitorare lo stato degli alimentatori. In questo modo si prevengono i guasti e si effettua la manutenzione predittiva.
Come contribuisce un alimentatore alla manutenzione predittiva di una macchina?
Phoenix Contact offre un sistema di alimentazione comunicativo a 24 V. Il sistema è composto dagli alimentatori della serie QUINT4 e da un interruttore modulare elettronico CAPAROC o da un UPS della serie QUINT4 con tecnologia IQ.
Il sistema permette la trasmissione dei dati tra i vari dispositivi e fornisce informazioni sullo stato del sistema di alimentazione. Ciò consente di utilizzare un unico componente come gateway per il monitoraggio delle variabili di stato e di ricevere immediatamente eventuali variazioni di funzionamento in modo da ridurre al minimo i tempi di inattività.
Perché sono importanti le protezioni contro le sovratensioni?
In un contesto di alimentazione affidabile e continua per costruttori di macchine, le sovratensioni possono danneggiare i sistemi di alimentazione delle macchine.
Oltre al danno materiale dei componenti da dover sostituire vi sono i danni di fermo impianto, con conseguente blocco della produzione e perdite economiche dovute al mancato guadagno.
I limitatori di sovratensione, detti anche SPD, intervengono per intercettare le sovratensioni e deviarle verso terra, salvaguardando così la funzionalità del sistema e la continuità di produzione dell’impianto/macchina. Gli SPD evitano quindi il danneggiamento dei componenti elettronici dell’impianto quando sono sottoposti a sovratensioni.
Perché sono importanti anche gli interruttori di protezione elettronici?
In un impianto industriale anche il semplice cortocircuito di un sensore può causare lo spegnimento del sistema di alimentazione della macchina. Questo provoca un fermo impianto che genera un blocco della produzione e tempi lunghi per il ripristino della totale funzionalità della produzione.
Per ovviare a questo problema fino ad oggi si sono utilizzati i classici fusibili o gli interruttori magnetotermici. In molti casi però queste protezioni si possono rivelare insufficienti o non adatte: potrebbero intervenire con tempi troppo lunghi o non intervenire affatto.
Gli interruttori elettronici hanno una caratteristica di intervento molto più rapida rispetto a fusibili e ai magnetotermici e questo consente un intervento più selettivo in caso di cortocircuito sulle utenze terminali. Così facendo viene esclusa la linea guasta e rimane attiva l’alimentazione dell’impianto/macchina, con il ripristino, una volta eliminato il guasto, in tempi molto rapidi.
Quali sono i benefici dall’impiego degli interruttori di protezione elettronici?
Gli interruttori di protezione attraverso la modularità fino a un canale e alla possibilità di comunicare lo stato di funzionamento evitano anomalie nell’alimentazione. Quando avvengono un cortocircuito o un sovraccarico, gestiscono, comunicando con il sistema di controllo, lo spegnimento controllato dell’impianto in modalità sicura, annullando così le attività dispendiose di ripristino.
Per quanto riguarda le certificazioni, sia le protezioni contro le sovratensioni che gli interruttori elettronici sono certificati con i principali enti normativi internazionali per un loro impiego universale, in tutto il mondo. Alcuni esempi: NEC Classe 2 (per interruttori elettronici), UL 1449 (per scaricatori c/sovratensioni).
Gli scaricatori della serie VAL US, possono essere utilizzati a protezione delle macchine industriali in conformità alla NFPA79 americana.
Perché sono importanti gli energy meter?
Per garantirsi una produzione efficace, è fondamentale monitorare e gestire l’energia in modo puntuale. Monitorare i parametri elettrici migliora l’efficienza e la produttività dell’impianto.
Gli energy meter rilevano i guasti non appena si verificano. Insieme ai relè di controllo, che intervengono in caso di sovracorrente o di guasto, monitorano lo stato di specifici parametri, in modo costante, e in caso di anomalia, come lo sfasamento delle fasi di una rete trifase, attivano il contatto di segnalazione. Ciò per preservare le condizioni del macchinario e la relativa produttività.
Tutti i multimetri Phoenix Contact sono in classe 0,5S in accordo con le IEC 62053-22 e IEC 62053-23 e offrono un’elevata precisione della misurazione.
Quali sono i benefici dell'utilizzo degli energy meter?
L'impiego degli energy meter porta alcune opportunità. Vediamole.
- Possibilità di separare l'alimentazione del dispositivo dal circuito di controllo per garantire una maggiore continuità di servizio.
- Qualità della rete sempre sotto controllo, grazie alla possibilità di visualizzare e memorizzare gli ultimi 10 eventi con informazioni complete sui parametri, incluse le armoniche fino alla 63esima, variazioni di tensione con data e ora dell'evento.
- Ampia varietà di protocolli di comunicazione: Profinet, Ethernet IP, Modbus TCP, Modbus RTU. Soluzioni orientate ai servizi digitali come MQTT e REST API che permettono di creare o integrare un sistema di gestione dell’energia customizzato.
Oltre ai prodotti, Phoenix Contact mette a disposizione una vasta rete commerciale e numerosi tecnici specializzati che supportano i clienti nella selezione dei prodotti più adatti alle loro esigenze, li affianca nell'installazione e nel supporto tecnico.
Le proposte tecnologiche per la produzione continua e affidabile di qualsivoglia ambito applicativo si adattano a qualsiasi caratteristica di macchina o impianto. Sia che si parli di impianti fotovoltaici, di una rete di distribuzione elettrica, di infrastrutture o di mobilità, Phoenix Contact ha la soluzione adatta a qualsiasi esigenza.
Ad esempio, negli impianti fotovoltaici le protezioni contro le sovratensioni proteggono i dispositivi dalle influenze atmosferiche o da picchi causati dalle operazioni di commutazione. Gli interruttori automatici proteggono le linee di alimentazione delle apparecchiature, da sovraccarichi e correnti di cortocircuito. In caso di guasto, ad esempio, l’interruttore elettronico disattiva tempestivamente solo il circuito interessato, garantendo continuità di servizio a tutte le altre utenze.
