Uma nova visão sobre o sistema de alimentação do seu painel elétrico

Eduardo de Marchi – Especialista de Produto de Interfaces da WAGO Brasil

 

1 – Introdução

Para muitos, um sistema de alimentação em um painel elétrico pode ser considerado apenas como a fonte de alimentação, ou seja, o transformador de tensão/corrente elétrica CA (Corrente alternada) para tensão/corrente elétrica CC (Corrente contínua). Porém, podemos classificar o sistema de alimentação como a junção de componentes para transformar, distribuir, gerenciar e também proteger a alimentação do painel.

Ao analisarmos um painel elétrico, por padrão de boas práticas, podemos localizar a seguinte distribuição ilustrada pela Figura 1A. Nela identificamos o sistema de alimentação no topo do painel elétrico e outros sistemas subsequentes abaixo instalados.

Figura 1A: Distribuição do painel elétrico

 

O primeiro nível é o local destinado ao sistema de alimentação, distribuição e gerenciamento de energia, ou seja, a parte responsável por transformar a energia, onde o principal equipamento é a fonte de alimentação.

E qual o motivo do uso de uma fonte de alimentação em um painel elétrico? De acordo com a norma de segurança no trabalho em máquinas e equipamentos NR-12 parágrafo 12.36, “Os componentes de partida, parada, acionamento e controles que compõem a interface de operação das máquinas e equipamentos fabricados a partir de 24 de março de 2012 devem: operar em extrabaixa tensão de até 25VCA (vinte e cinco volts em corrente alternada) ou de até 60VCC (sessenta volts em corrente contínua), ou ser adotada outra medida de proteção contra choques elétricos, conforme Normas Técnicas oficiais vigentes”. Sendo assim, por padrão, adota-se a fonte de alimentação no painel elétrico por ser capaz de transformar e reduzir a energia elétrica monofásica e/ou trifásica para o padrão que atenda a segurança na operação de máquinas e equipamentos.

Atualmente a fonte de alimentação mais utilizada no mercado é com saída 24 VCC, por atender aos diversos equipamentos que trabalham nessa faixa de tensão, facilitando assim a padronização.

No segundo nível, encontramos os Controladores Lógicos Programáveis (CLP), parte fundamental para o gerenciamento e controle de máquinas e equipamentos.

No terceiro nível estão localizadas as interfaces como relés, isoladores e transdutores de sinais, que permitem o chaveamento entre os dispositivos de campo e o painel elétrico.

E o último nível, é destinado  aos conectores de passagem, também conhecidos como “borneiras”, responsáveis por distribuir e interligar os dispositivos e sistemas dentro do painel elétrico

Dessa forma, cada equipamento tem sua função dentro painel que pode ser associada às funções do corpo humano, como ilustrado pela Figura 1B.

 

Figura 1B: Corpo Humano x Painel Elétrico

 

O funcionamento do corpo humano requer o bom desempenho dos órgãos e que os sentidos estejam aguçados.

Fazendo uma analogia entre um painel elétrico e o corpo humano podemos associar alguns componentes a alguns órgãos: O cérebro, responsável por receber os sinais do corpo e convertê-los em ações, pode ser comparado ao CLP

Sem dúvida alguma, outro órgão fundamental para o funcionamento do corpo humano é o coração, responsável por “bombear” o sangue para todo o corpo. Esse órgão é tão importante que uma falha em seu funcionamento podem trazer problemas graves para o corpo. Esse mesmo fato podemos encontrar em um painel elétrico quando estamos falando do sistema de alimentação, se esse sistema tiver um mau funcionamento pode levar a parada de todo o processo ou máquina.

É fato que, para distribuir todo o sangue para o corpo, são necessárias as veias que interligam todos os órgãos e sistemas ao coração, assim como as funções dos conectores de passagem que permitem a ligação entre os todos os dispositivos internos.

E não podemos esquecer que, para interagir, o corpo humano possui membros (braços e pernas), sua conexão com o mundo externo. Isto também acontece com as interfaces dentro de um painel, permitindo o chaveamento entre os dispositivos externos e internos.

Agora que entendemos um pouco mais sobre as funções dos principais componentes de um painel elétrico, fica a pergunta: será que estamos investindo e distribuindo o investimento nos equipamentos de acordo com as funções exercidas?

2 – Custo dos componentes do painel elétrico

Ao analisar um painel típico, conforme demonstrado na figura 2A, podemos verificar a distribuição de custos dos materiais que o compõem.

Veja que o sistema abaixo somente prioriza o uso de uma fonte de alimentação e não todo um sistema de alimentação.

 

Figura 2A: Custo do painel elétrico

 

Mas será que o coração do seu painel elétrico não necessita de um sistema mais robusto e preparado para manter sua máquina ou processo com força suficiente para bombear e proteger todos os equipamentos? Afinal 0,6% do custo é um investimento extremamente baixo para a função que a alimentação representa.

Na maioria dos casos a reposta é SIM e para melhorar seu sistema de alimentação vamos apresentar algumas soluções WAGO, afim de atender a todos os desafios citados anteriormente: transformar, distribuir, gerenciar e proteger.

3 – Soluções WAGO para o Sistema de Alimentação

Para a WAGO, quando se trata de Sistemas de Alimentação, vários produtos são aplicáveis ao seu painel elétrico, sendo eles:

• Fonte de Alimentação;
• Disjuntores eletrônicos;
• Módulos UPS;
• Módulos de redundância;
• Conversores CC/CC entre outros.

É fato que cada aplicação tem sua necessidade, portanto alguns sistemas são dedicados para cada uma delas, porém dentre os produtos apresentados acima, sem dúvida dois são essenciais: Fontes de alimentação e disjuntores eletrônicos.

Agora vamos explorar um pouco mais esses dois produtos indispensáveis para seu painel.

Quando falamos em fontes de alimentação, existem modelos básicos e modelos avançados. Hoje iremos explorar a linha de fontes avançadas, WAGO PRO 2.

É possível afirmar que a WAGO atualmente tem a melhor fonte de alimentação do mercado. Agora como ela conseguiu esse feito?

Hoje em dia as fontes de alimentação possuem muitas tarefas que no passado não eram impostas a ela. A fonte deixa de ser apenas um transformador de energia CA para CC e passa a ser um dispositivo inteligente, produtor de dados e diagnósticos, capaz de ser configurada e ajustada em tempo real, requisitos muito abordados, principalmente quando nos deparamos ao tema Indústria 4.0.

As fontes de alimentação WAGO PRO 2, podem atender a sistemas monofásicos e trifásicos, todos com saída 24VCC.

E o que difere essa fonte em relação aos demais concorrentes do mercado é sua alta eficiência que chega até 96%, esta função permite que a fonte consuma menos energia elétrica e emita uma menor quantidade de CO² para seu funcionamento.

Por possuir um sistema de gerenciamento de cargas configurável, a fonte está preparada para atender todas as aplicações de mercado. Um exemplo são cargas capacitivas que exigem uma alta corrente na energização para alimentar os dispositivos como uma IHM (Interface Homem Máquina). Para esse propósito, a fonte disponibiliza 150% de potência durante 5 segundos.

A opção de inserir o módulo “plugável” de rede, conecta esse dispositivo as necessidades da Indústria 4.0, onde o maior valor passa ser o acesso aos dados para melhor tomada de decisão. Esse recurso já está disponível para o protocolo de rede industrial IO Link e, futuramente, outros protocolos serão adicionados.

Além de todos esses recursos a fonte também possui um MTBF (Mean time between failure) de 1 milhão de horas, rompendo todos os desafios de confiabilidade do mercado.

Agora como podemos gerenciar as cargas e protegê-las ao mesmo tempo?

Para essa necessidade a WAGO apresenta a linha de disjuntores eletrônicos.

Os disjuntores eletrônicos e termomagnéticos basicamente são empregados para manobra dos circuitos, proteção contra curto circuito e sobrecargas.

Porém quando precisamos realizar proteção de cargas de corrente continua (CC), será que o disjuntor termomagnético é eficaz? Sem dúvidas, para cargas de corrente alternada (CA) e cargas CC que necessitam de curvas lentas para desarme e proteção, a resposta é sim. Contudo, quando é preciso proteger cargas eletrônicas  mais sensíveis dentro do painel elétrico, como por exemplo CLP, IHM e outros equipamentos eletrônicos, eles não conseguem atender, afinal sua curva de desarme pode chegar até 15 vezes a nominal se consideramos um disjuntor magnético de curva C. Já o disjuntor eletrônico possui uma curva menor de 2 vezes a corrente nominal, ilustrado pela figura 3A.

 

Figura 3A: Curva disjuntor eletrônico e termomagnético

 

Outras vantagens são encontradas no uso do disjuntor eletrônico WAGO além da proteção, sendo elas:

• Modelos de 1 até 8 canais independentes;
• Flexibilidade no ajuste de corrente do canal, ou seja, um único produto pode atender até 6 correntes diferentes para desarme
• Diagnóstico individual de cada canal;
• Comunicação com protocolo de rede industrial ou sinais discretos, permitindo assim obter dados dos status de cada canal e também corrente fornecida, novamente atendendo as necessidades da indústria 4.0
• Ativar e desativar os canais remotamente.

Ou seja, o disjuntor eletrônico é capaz de gerenciar, distribuir e proteger seus dispositivos dentro de um painel elétrico.

4 – Conclusão

Procuramos nesse artigo trazer uma nova visão sobre o sistema de alimentação do seu painel elétrico.

A fonte de alimentação necessita de outros componentes para atender as necessidades das aplicações que requerem mais disponibilidade, mais informação e maior eficiência. Pudemos aprender que as fontes de alimentação e os disjuntores eletrônicos juntos formam um sistema de alimentação capaz de transformar, distribuir, gerenciar e proteger energia no seu painel elétrico.

É claro que devemos repensar na distribuição de custos de materiais em um painel elétrico, afinal o investimento de 0,6% não é compatível com a função que se espera de um sistema de alimentação, o coração do seu painel elétrico.

E a WAGO por meio de sua fonte de alimentação WAGO PRO 2 e seu disjuntor eletrônico ilustrado pela figura 4A, podem lhe ajudar e atingir esses objetivos e requisitos para seus processos, máquinas e equipamentos.

 

Figura 4A: Custo do painel elétrico

 

Acesse nosso site e conheça um pouco mais sobre nossos produtos.: www.wago.com.br

 

Fontes:

http://www.ccb.usp.br/arquivos/arqpessoal/1360237189_nr10atualizada.pdf

http://www.ogmoitajai.com.br/portal/legislacao/normas_regulamentadoras/NR12.pdf

https://athoselectronics.com/disjuntores/

https://www.minasmateriais.com.br/produto/mini-disjuntor-termomagnetico-5sx1-siemens/