Если бы не было электродвигателей, то технология промышленного привода с автоматизацией производственных процессов вряд ли была реализована. Полупроводниковые устройства на основе БТИЗ (биполярные транзисторы с изолированным затвором) служат для управления высокопроизводительными электродвигателями, для необходимой соединений которых применяется полимерное оптическое волокно.
Сочетание D-Sub и Han Eco®, «электрическое подключение — оптическая передача» — готовое решение для автоматизации
Однако, это решение характеризуется чувствительностью и требует пространства. Компания HARTING предлагает пользователям компактный вариант решения для управления на основе БТИЗ. HARTING представила его на выставке SPS IPC Drives в городе Нюрнберг.
Электродвигатели с потребляемой мощностью в несколько киловатт и даже мегаватт применяются практически во всех технологиях промышленного привода. При постоянной частоте вращения технология управления достаточно проста. Тем не менее, часто необходимо управление частотой вращения двигателей, что усложняет поставленную задачу.
Управление частотой вращения высокомощного оборудования реализовано на основе полупроводниковых БТИЗ. Они обеспечивают переключение при больших нагрузках с очень малой мощностью для управления. Для соблюдения высоких требований к изоляции и напряжению сигналы, необходимые для управления БТИЗ, передаются по полимерным оптическим волокнам (POF). POF обеспечивает помехоустойчивую и гальванически изолированную передачу сигналов.
Соединение различных контроллеров и панели привода, т. е. стороны управления и стороны двигателя, реализуется отдельными волокнами. Электрооптическое преобразование сигналов выполняют приемопередатчики на печатной плате, их оптические контакты служат для соединения волокон. Каждое оптическое волокно имеет одно соединение с приводом и платой контроллера, на которой установлены приемопередатчики. В данном предыдущем решении для всех приемо-передающих элементов на плате управления требовалось значительное пространство, что неоправданно увеличивало размеры платы.
Еще одним ограничением являлось обязательное правильное положение волокон POF при техническом обслуживании или монтаже для обеспечения отдельного соединения каждого привода и платы контроллера. Для решения такой задачи были необходимы внимательность, а также осторожность и время. При правильном функционировании должно быть исключено перепутывание передатчика и приемника. Для гарантии качества поверхностей концов волокон применяются готовые кабели, которые могут устанавливаться заказчиком на площадке.
Широко распространенные оптические компоненты были модифицированы для промышленного применения. Они характеризуются широким диапазоном температуры, повышенной устойчивостью к вибрации, но при этом предусмотрено только простое снятие напряжений волокон.
Кроме того, преимуществом является защита оптических соединений от загрязнений, и в неподключенном состоянии необходимо применение защитных заглушек. Следовательно, основными требованиями являются чистота и правильность соединения, даже в случае использования нескольких соединений. Все это повышает стоимость и делает данное решение неудобным. В частности, при повреждении передающего блока при эксплуатации требуется замена всей печатной платы.
Решение для автоматизации
Для решения этой проблемы компания HARTING разработала принцип передачи, который предусматривает перенос приемопередатчиков платы управления в подключаемый модуль. Так реализована интеграция оптических соединений по принципу "электрическое подключение – оптическая передача".
HARTING применяет решения серии Han-Eco® 10A в качестве корпуса системы для автоматизации электрических подключений. Корпус Han® соответствует растущим требованиям рынка автоматизации и предусматривает оптимальную защиту от изгиба и снятие напряжений волокон.
Кроме того, на печатной плате в корпусе Han® при необходимости можно установить группу резисторов и опорных конденсаторов для правильного управления оптическими компонентами и защиты от помех. В дополнение, электрические контакты в соединении D-Sub устойчивы к износу, обусловленному микровибрациями и более сильными ударами.
