6ES7307-1EA00-0AA0 SIEMESN 6ES73O7-1EAOO-OAAO 6ES73071EA000AA0 برق

Siemens 6ES7307-1EA00-0AA0 | SIMATIC S7-300 PS 307 منبع تغذیه تنظیم شده — 5 آمپر، سوئیچینگ خودکار 120/230 ولت AC، خروجی 24 ولت DC، بازده 87%، مقاوم در برابر اتصال کوتاه، 80×125×120 میلی‌متر

مرور کلی

همچنین راه‌اندازی مجدد کنترل شده گذرگاه 24 ولت را بدون قطع برق AC امکان‌پذیر می‌کند، که برای رویه‌های بازنشانی خطا مفید است.Siemens 6ES7307-1EA00-0AA0 نسخه 5 آمپری ماژول منبع تغذیه SIMATIC PS 307 است — مبدل اختصاصی AC به DC که هر سیستم کنترل استاندارد S7-300 با آن شروع می‌شود. قبل از اینکه هر CPU، ماژول سیگنال یا ماژول توسعه‌ای بتواند کار کند، PS 307 باید منبع تغذیه AC تأسیسات را به ولتاژ پایدار 24 ولت DC تبدیل کند که گذرگاه پشتی S7-300 را تغذیه می‌کند و ولتاژ بار را برای دستگاه‌های میدانی فراهم می‌کند.

رابطه بین PS 307 و ایستگاه S7-300 اساسی است: PS 307 یک لوازم جانبی یا گزینه نیست. این نقطه شروع الکتریکی ایستگاه است.

در حالی که برخی از سیستم‌های کنترل به منابع تغذیه خارجی جداگانه برای PLC و بارهای دستگاه میدانی نیاز دارند، PS 307 برای خدمت به هر دو نقش از یک واحد طراحی شده است.

خروجی 24 ولت DC ولتاژ سیستم S7-300 را تأمین می‌کند (تغذیه CPU، گذرگاه پشتی و تمام ماژول‌های نصب شده) و می‌تواند همزمان 24 ولت DC را به ورودی/خروجی میدانی تأمین کند — سنسورهای مجاورتی، سیم‌پیچ‌های شیرهای برقی، مدارهای کنترل کنتاکتور، چراغ‌های نشانگر — همه از همان ریل تنظیم شده 24 ولت تغذیه می‌کنند.

ظرفیت خروجی 5 آمپر (120 وات در 24 ولت) برای مدیریت یک رک S7-300 کاملاً مجهز به علاوه بار میدانی ورودی/خروجی معقول، اندازه‌گیری شده است.

سوئیچینگ خودکار محدوده ولتاژ یک مزیت عملی است که PS 307 را به یک منبع تغذیه واقعاً جهانی تبدیل می‌کند. هیچ جامپر برای جابجایی، هیچ سوئیچ انتخابگر برای تنظیم صحیح، و هیچ خطری برای اعمال 230 ولت AC به منبعی که برای ورودی 120 ولت پیکربندی شده است، وجود ندارد.

PS 307 به طور داخلی ولتاژ ورودی را تشخیص داده و مدار تصحیح و تنظیم خود را بر این اساس تنظیم می‌کند — اتصال به شبکه 120 ولت AC در آمریکای شمالی، یا شبکه 230 ولت AC در اروپا، یا هر ولتاژ نامی بین این دو که در محدوده مجاز قرار می‌گیرد، همان خروجی 24 ولت DC را تولید می‌کند.

مشخصات کلیدی

بازده 87% و اتلاف توان 18 وات — پیامدهای طراحی حرارتی

بازده 87% PS 307 — با ورودی 138 وات، خروجی قابل استفاده 120 وات 24 ولت DC، با 18 وات اتلاف به صورت گرما — پیامدهای عملی برای طراحی حرارتی کابینت دارد.

در یک کابینت کنترل، هر وات اتلاف توان به گرما تبدیل می‌شود که باید مدیریت شود. اتلاف 18 وات فقط از منبع تغذیه به طور قابل توجهی به نیاز کلی اتلاف حرارت کابینت کمک می‌کند. هنگامی که با گرمای ماژول CPU (معمولاً 4-6 وات)، چندین ماژول سیگنال (40-80 میلی‌وات در هر ماژول)، و هر ماژول عملکردی یا پردازنده ارتباطی در رک ترکیب می‌شود، بار حرارتی کلی کابینت برای یک نصب متوسط S7-300 به راحتی 30-50 وات است.

سازندگان کابینت حداکثر دمای محیط داخلی مجاز را مشخص می‌کنند (معمولاً 40 درجه سانتی‌گراد یا 55 درجه سانتی‌گراد بسته به رتبه‌بندی ماژول‌ها).

اگر همرفت طبیعی کابینت نتواند بار حرارتی کل را به سرعت کافی دفع کند، دمای داخلی افزایش می‌یابد و در نهایت از رتبه‌بندی ماژول‌ها فراتر رفته و باعث خرابی زودرس می‌شود. 

سهم 18 وات PS 307 در این بودجه حرارتی باید در هر محاسبه حرارتی کابینت گنجانده شود.

طراحی سوئیچینگ مد (در مقابل طراحی خطی مبتنی بر ترانسفورماتور) PS 307 است که بازده 87% را در یک ماژول فشرده 80 میلی‌متری به دست می‌آورد.

یک منبع تغذیه خطی در همان سطح توان معمولاً 50-60% بازده داشته و 40-60 وات را به صورت گرما از همان خروجی 120 وات اتلاف می‌کند — تقریباً سه برابر بار حرارتی.

مزیت بازده PS 307 سوئیچینگ مد مستقیماً در عملکرد حرارتی کابینت قابل مشاهده است.

سیم‌کشی موازی — افزایش تا خروجی 10 آمپر

هنگامی که نیازهای برق یک ایستگاه S7-300 از خروجی 5 آمپر PS 307 فراتر می‌رود، دو ماژول PS 307 5 آمپری را می‌توان در خروجی گذرگاه DC 24 ولت به صورت موازی وصل کرد — که مجموعاً 10 آمپر را تحویل می‌دهد.

این عملکرد موازی نیاز به تطابق تنظیم ولتاژ خروجی هر دو منبع تغذیه دارد تا یکی سهم نامتناسبی بیشتری از جریان را حمل نکند. 

طراحی PS 307 از عملکرد موازی پشتیبانی می‌کند و هر دو ماژول جریان بار را بدون نیاز به سخت‌افزار اضافی متعادل کننده جریان به اشتراک می‌گذارند.

رویکرد موازی نه تنها ظرفیت اضافی را فراهم می‌کند، بلکه درجه‌ای از افزونگی را نیز فراهم می‌کند: اگر یک PS 307 از کار بیفتد، دیگری به تحویل 5 آمپر ادامه می‌دهد، که ممکن است برای فعال نگه داشتن بخش‌های حیاتی ایستگاه کافی باشد.

با این حال، این معادل یک منبع تغذیه افزونه واقعی در حالت آماده به کار داغ نیست (که در آن دیودهای خروجی یا مدار فعال اشتراک‌گذاری بار، افت ولتاژ را در حین انتقال تضمین می‌کنند) — هنگامی که یکی از PS 307 ها در یک جفت موازی از کار می‌افتد، قبل از اینکه ماژول باقی‌مانده در حداکثر خروجی خود پایدار شود، یک انتقال کوتاه رخ خواهد داد. 

برای کاربردهایی که حتی یک اختلال لحظه‌ای در منبع تغذیه 24 ولت غیرقابل قبول است، باید ماژول‌های منبع تغذیه افزونه اختصاصی با قابلیت تعویض داغ و مدار اشتراک‌گذاری بار مشخص شوند.

LED تشخیص و سوئیچ روشن/خاموش

دو ویژگی پنل جلویی که در عمل نصب و نگهداری شایسته توجه هستند:

همچنین راه‌اندازی مجدد کنترل شده گذرگاه 24 ولت را بدون قطع برق AC امکان‌پذیر می‌کند، که برای رویه‌های بازنشانی خطا مفید است.اگر LED با اعمال برق AC خاموش باشد، خروجی یا زیر آستانه است (اضافه بار، اتصال کوتاه، یا خطای تنظیم) یا PS 307 داخلی از کار افتاده است. بررسی LED اولین گام تشخیصی هنگام عدم روشن شدن ایستگاه است.سوئیچ روشن/خاموش (موجود در بسیاری از مدل‌های PS 307) اجازه می‌دهد تا خروجی 24 ولت DC در حالی که برق AC همچنان به ماژول متصل است، روشن یا خاموش شود.

این قابلیت در طول عملیات تعویض داغ ماژول استفاده می‌شود — خاموش کردن خروجی 24 ولت (به طوری که گذرگاه 24 ولت قطع باشد) قبل از برداشتن یا قرار دادن یک ماژول سیگنال زنده — زمانی که معماری سیستم آن را ایجاب می‌کند.

همچنین راه‌اندازی مجدد کنترل شده گذرگاه 24 ولت را بدون قطع برق AC امکان‌پذیر می‌کند، که برای رویه‌های بازنشانی خطا مفید است.سوالات متداولس1: آیا PS 307 5 آمپر می‌تواند همزمان برق ولتاژ سیستم S7-300 و دستگاه‌های میدانی را تأمین کند، و آیا در صورت کشیدن جریان بیشتر از حد انتظار توسط دستگاه‌های میدانی، خطر اضافه بار وجود دارد؟

بله، یک ریل خروجی PS 307 برای تأمین همزمان ولتاژ سیستم S7-300 (که توسط CPU و تمام ماژول‌های نصب شده از طریق گذرگاه پشتی کشیده می‌شود) و بارهای میدانی 24 ولت DC (سنسورها، شیرهای برقی، لامپ‌ها، سیم‌پیچ‌های کنتاکتور) متصل به سیم‌کشی میدانی ماژول‌های ورودی/خروجی در نظر گرفته شده است.

کل جریان کشیده شده از تمام این مصرف‌کنندگان نباید به طور مداوم از رتبه خروجی 5 آمپر فراتر رود.

محاسبه بودجه جریان واقعی قبل از نصب سیستم ضروری است: مصرف جریان 24 ولت رتبه‌بندی شده هر ماژول S7-300 را از برگه داده آن (معمولاً 80-200 میلی‌آمپر در هر ماژول)، حداکثر جریان میدانی از تمام منابع تغذیه سنسور در مدارهای ورودی/خروجی (هر سنسور 2 سیمه 4-20 میلی‌آمپر می‌کشد؛ چندین سنسور به سرعت جمع می‌شوند)، و هر سیم‌پیچ محرک یا لامپی که از همان ریل 24 ولت تغذیه می‌شود را اضافه کنید.

اگر مجموع به 5 آمپر نزدیک یا بیشتر شود، باید یک ماژول PS 307 دوم — چه به صورت موازی و چه تأمین کننده یک ریل بار میدانی جداگانه — در طراحی گنجانده شود.

اضافه بار PS 307 باعث می‌شود که ولتاژ خروجی آن کاهش یابد (حفاظت از اتصال کوتاه فعال می‌شود)، که به طور بالقوه باعث رفتار غیرقابل توضیح ایستگاه می‌شود که ردیابی آن بدون اندازه‌گیری جریان خروجی واقعی دشوار است.

س2: هدف از مشخصات جریان هجومی (20 آمپر در 25 درجه سانتی‌گراد، I²t = 1.2 آمپر² ثانیه) چیست و چگونه بر انتخاب حفاظت مدار بالادستی تأثیر می‌گذارد؟

هنگامی که PS 307 برای اولین بار برق‌دار می‌شود — یا پس از یک وقفه کوتاه در برق دوباره برق‌دار می‌شود — خازن‌های فیلتر داخلی آن باید از صفر تا ولتاژ عملیاتی شارژ شوند. در طول این فاصله شارژ (که معمولاً چند میلی‌ثانیه طول می‌کشد)، جریان لحظه‌ای کشیده شده از منبع AC بسیار بیشتر از جریان حالت پایدار عملیاتی است.

20 آمپر جریان هجومی PS 307 در 25 درجه سانتی‌گراد، اوج این گذار جریان شارژ است. 

مقدار I²t برابر با 1.2 آمپر² ثانیه، محتوای انرژی رویداد هجومی را مشخص می‌کند — حاصلضرب مربع جریان و زمانی که در آن جریان می‌یابد — و این رقمی است که برای انتخاب کلیدهای مدار و فیوزهای بالادستی استفاده می‌شود.

یک کلید مدار با مشخصه قطع بیش از حد حساس (نوع B، که در 3-5 برابر جریان نامی به طور لحظه‌ای قطع می‌شود) ممکن است هنگام روشن شدن PS 307، حتی اگر خطایی رخ نداده باشد، به طور ناخواسته قطع شود.

زیمنس حداقل یک کلید مینیاتوری 6 آمپر نوع C (MCB) را برای حفاظت تک PS 307 توصیه می‌کند — کلیدهای نوع C جریان‌های لحظه‌ای تا 10-15 برابر جریان نامی را قبل از قطع شدن تحمل می‌کنند، که برای پروفایل جریان هجومی PS 307 مناسب‌تر است. اگر دو ماژول PS 307 به صورت موازی کار کنند، جریان هجومی ترکیبی در هنگام راه‌اندازی باید هنگام اندازه‌گیری MCB بالادستی در نظر گرفته شود.

س3: PS 307 به عنوان جایگزین 6ES7307-1EA01-0AA0 لیست شده است. آیا این دو ماژول از نظر مکانیکی و الکتریکی در یک نصب S7-300 قابل تعویض هستند؟

6ES7307-1EA01-0AA0 (جانشین) یک جایگزین عملکردی مستقیم برای 6ES7307-1EA00-0AA0 (این ماژول) است.

ابعاد فیزیکی (80×125×120 میلی‌متر)، هندسه نصب (ریل استاندارد S7-300، تک اسلات)، مشخصات خروجی (24 ولت DC، 5 آمپر)، مشخصات ورودی (120/230 ولت AC، سوئیچینگ خودکار)، و محل قرارگیری کانکتورها همگی یکسان هستند — ماژول جانشین به صورت فیزیکی جایگزین اصلی می‌شود بدون هیچ‌گونه تغییر در کابینت، تنظیم ریل، یا سیم‌کشی. 

تفاوت اصلی بین دو نسخه داخلی است — جانشین شامل به‌روزرسانی قطعات و بهبودهای جزئی تولید است که معیارهای قابلیت اطمینان را بهبود می‌بخشد، نه مشخصات قابل مشاهده برای کاربر. هنگام تهیه جایگزینی برای یک 6ES7307-1EA00-0AA0 خراب، 6ES7307-1EA01-0AA0 جایگزین فعلی ترجیحی است. اگر یک 6ES7307-1EA00-0AA0 با موجودی قدیمی جدید در یک ایستگاه موجود نصب شود، به همان صورت اصلی عمل می‌کند.

س4: آیا PS 307 در برابر وقفه کوتاه در برق ورودی AC محافظتی ارائه می‌دهد و در هنگام قطع برق کوتاه چه اتفاقی برای خروجی 24 ولت می‌افتد؟

PS 307 پل زنی کوتاه مدت در برابر قطع برق را فراهم می‌کند — خروجی برای یک دوره حداقل تعریف شده پس از قطع ورودی AC، 24 ولت DC را تحویل می‌دهد.

زمان پل زنی به عنوان حداقل 5 میلی‌ثانیه مشخص شده است، با حداقل نرخ تکرار 1 ثانیه قبل از در دسترس بودن دوره پل زنی بعدی.

این پل زنی 5 میلی‌ثانیه‌ای برای عبور از وقفه‌های کوتاه منبع تغذیه ناشی از اختلالات گذرا در سیستم توزیع AC کافی است — افت ولتاژ ناشی از راه‌اندازی موتورهای بزرگ در همان پنل توزیع، وقفه‌های کوتاه ناشی از سوئیچینگ خودکار انتقال، یا عملیات سوئیچینگ منبع. 

این برای حفظ عملیات در طول قطعی برق طولانی کافی نیست — برای آن موارد، نیاز به منبع تغذیه بدون وقفه (UPS) در سمت ورودی AC است. پل زنی 5 میلی‌ثانیه‌ای یک ویژگی سخت‌افزاری ذخیره انرژی داخلی PS 307 (خازن‌های فیلتر) است؛ قابل تنظیم توسط کاربر نیست.

پل زنی در برابر قطع برق CPU 312 خود 5 میلی‌ثانیه در پین تغذیه CPU است که مستقل از پل زنی PS 307 است. در یک سیستم با طراحی صحیح، پل زنی 5 میلی‌ثانیه‌ای PS 307 گذرگاه 24 ولت را به اندازه کافی پایدار نگه می‌دارد تا مدارهای نظارت بر برق خود CPU بتوانند یک توالی توقف کنترل شده منظم را در صورت ادامه قطع برق اجرا کنند.

س5: آیا می‌توان از PS 307 به عنوان یک منبع تغذیه پنل 24 ولت DC عمومی برای دستگاه‌های غیر از ماژول‌های PLC S7-300 استفاده کرد و ملاحظات نصب آن چیست؟

بله. خروجی 24 ولت DC PS 307 از نظر الکتریکی بین استفاده از ولتاژ سیستم S7-300 و استفاده از بار عمومی پنل تفاوتی ندارد — این یک ریل 24 ولت DC تنظیم شده، پایدار و مقاوم در برابر اتصال کوتاه را فراهم می‌کند که می‌تواند هر بار 24 ولت DC را در محدوده ظرفیت جریان 5 آمپر خود تأمین کند.

استفاده از PS 307 به عنوان تنها منبع تغذیه 24 ولت برای یک ایستگاه ترکیبی S7-300 و دستگاه‌های میدانی محلی آن، یک عمل رایج است: گذرگاه پشتی از طریق مونتاژ ریل جریان می‌کشد و بارهای سیم‌کشی شده میدانی (منابع تغذیه سنسور، سیم‌پیچ‌های شیر برقی، مدارهای کنترل کنتاکتور) از طریق ترمینال‌های فیوز شده از همان پایانه‌های خروجی تغذیه می‌کنند.

ملاحظه کلیدی نصب، زمین کردن است: خروجی 0 ولت PS 307 (ترمینال منفی) باید به سیستم PE (زمین حفاظتی) کابینت متصل شود تا اطمینان حاصل شود که ریل 24 ولت به درستی ارجاع داده شده است.

ریل‌های 24 ولت DC شناور (بدون زمین) شرایط ولتاژ حالت مشترک ایجاد می‌کنند که می‌تواند باعث خطاهای اندازه‌گیری در ماژول‌های ورودی/خروجی آنالوگ و تداخل در مدارهای ارتباطی شود.

برگه داده PS 307 نقطه اتصال زمین و روش سیم‌کشی توصیه شده را برای هر دو پیکربندی 24 ولت زمین شده و بدون زمین مشخص می‌کند.