Los módulos de protección de PISA de Puls aseguran una tensión de 24Vcc a las cargas críticas conectadas a la fuente de alimentación además de supervisar y controlar también las diferentes corrientes de cada uno de sus canales. Esta característica los hace únicos en el mercado.
El funcionamiento de los fusibles electrónicos inteligentes PISA es el siguiente. Tenemos una fuente de alimentación de 24Vcc. A la salida de esta fuente de alimentación conectaremos directamente las cargas críticas, como un PLC al que queramos asegurar que bajo ningún concepto le falle la alimentación.
Por otro lado conectaremos el fusible electrónico PISA a la salida de la fuente de alimentación y a la salida del módulo PISA las cargas que no sean críticas (figura 1). El fusible electrónico inteligente y de seguridad PISA actúa de dos formas.

Primero, en caso de que una de las cargas conectadas a un canal PISA exceda el valor de corriente de dicho primer canal, durante un tiempo limitará la corriente que permite pasar a dicho canal, para intentar no tener que desconectarlo por si es un posible pico de arranque o problema puntual. Esto nos permite que en caso de un cortocircuito o problema en un ramal conectado al fusible, primero, se limita la corriente que pasa durante unos milisegundos y posteriormente, si no se resuelve el problema, se cortan todas las cargas conectadas al fusible electrónico. Esto evita que un problema en una carga no crítica como puede ser un motor, relé, display, etc. pueda hacer que falle el corazón y control de nuestra aplicación (PC de control o autómata).
También nos permite reducir la sección de cable de cada ramal. Ya que si por ejemplo una fuente de alimentación de 10 A puede dar en cortocircuito 15 A aunque nosotros tengamos un ramal con una carga de 1 A deberíamos de tener una sección de cable preparada para soportar 15 A. En caso de que el cortocircuito se produzca en dicho ramal, la sección de cable debe ser capaz de soportar toda la corriente que puede dar la fuente de alimentación o saldrá ardiendo.

No obstante, esto ya lo realizan otros fusibles electrónicos del mercado. Los más novedoso e innovador es el control de la tensión a las cargas críticas.
En la entrada de estos módulos existe un circuito de seguridad que actúa como una válvula que deja pasar solo tanta corriente como sea posible siempre que garantice como mínimo que la tensión de entrada (correspondiente a la fuente de alimentación) no baje de los 21Vcc. Esto garantiza que las cargas críticas conectadas directamente a la fuente de alimentación siempre tienen una tensión de alimentación adecuada.

Las fuentes de alimentación de Puls en caso de cortocircuito o sobrecarga reducen la tensión de alimentación manteniendo la corriente de salida constante (esto permite soportar picos de arranque, cargar baterías, etc.). Por eso cuando aumentamos la carga a una fuente y excedemos su capacidad, la tensión empieza a disminuir. Este sistema de fusible inteligente va a limitar la corriente que pasa a sus cargas para evitar que la tensión de alimentación a las cargas críticas pueda hacer que éstas se apaguen. El motivo de usar fusibles electrónicos es asegurar una correcta alimentación a nuestras cargas críticas pero los sistemas convencionales solo miran la corriente que pasa.

En una fuente de potencia, por ejemplo de 24V 10 A solemos conectar varias cargas y muchas veces tenemos que dimensionar algo los valores de los fusibles de cada ramal para permitir los picos de arranque o picos de carga puntuales. Por ejemplo, imaginemos que vamos a conectar a esta fuente un PLC que consume 1 A, y dos motores de 4 A. Para los motores seguramente tendríamos que poner un fusible convencional de 5 ó más amperios, para permitir ciertas maniobras y arranques. Por lo que podría suceder que ambos motores consumieran 5 A y el autómata 1 A por lo que sería un total de 11 A.
Esto supera la capacidad de nuestra fuente de alimentación que podría apagarse y desconectar todo, incluido el PLC, ya que no se ha superado la corriente de ningún fusible de cada ramal pero sí la capacidad de la fuente de alimentación. Esto no puede suceder con los fusibles inteligentes PISA. Ya que incluso aunque no superemos la corriente máxima, si detectan que la tensión de alimentación de las cargas críticas está en peligro, limitan la corriente dejando pasar sólo tanta corriente como sea posible para que no ponga en peligro las cargas críticas. En nuestro caso aunque los motores demandasen 5 A solo les daría 4,5 A y otra para nuestro PLC. Este es un sistema innovador y revolucionario que facilita enormemente el trabajo. Ya no hay que verificar que los cálculos teóricos de corriente de cada ramal se cumplen, no hay por qué ajustar el valor de cada canal exactamente al de nuestra carga y el fusible electrónico inteligente PISA se encargará de evitar cualquier problema en nuestras cargas críticas.

Cargas menos críticas que no están afectadas por interrupciones por cortocircuito o que incluso podrían ser la causa de una avería en la fuente de alimentación de 24V, pueden conectarse a uno de los cuatro canales de salida del módulo PISA siendo así monitorizados y limitados.

Dos medidas de protección en un único módulo
-    Primera Protección: Evita las caídas de tensión monitorizando la tensión de entrada. Único en Puls.
-    Segunda Protección: Evita el sobrecalentamiento en los cables provocados por cortocircuitos y monitorizan las corrientes de salida.
Los módulos de protección de Puls, PISA, tienen una entrada de 24V y cuatro canales de salida para distribuir la corriente. La corriente en cada uno de los canales se mide electrónicamente y desconecta todas las salidas en caso de sobrecarga o fallo. Luego siempre nos indicará qué canal en concreto ha sido el que ha fallado, identificando rápidamente el problema. (figura 1).

Si necesita más de cuatro canales de de salida, puede utilizar varios módulos PISA con la misma fuente de alimentación.
Cuando se conectan las líneas de sincronización a cada unidad, el conjunto de unidades PISA actuará como un único módulo. Si el fallo ha sido por el exceso de corriente de un canal concreto solo se aislará dicho módulo, pero si el apagado es por un exceso de corriente total que pone en peligro la fuente de alimentación se apagarán todos los módulos sincronizados y éstos nos indicarán que el fallo no ha sido por exceder la corriente máxima asignada a un canal concreto sino por el conjunto de la carga.

Los módulos PISA solo tienen un ancho de 45mm en el carril DIN. Estos módulos no son sensibles a pequeños picos de sobrecarga y debido a un circuito activo de protección los picos de corriente ocasionados, por ejemplo, por cargas capacitivas no disparan la protección del equipo ya que pueden ser limitados electrónicamente para evitar cualquier tipo de problema y aun así ser capaces de arrancar grandes cargas capacitivas o elementos con gran pico de arranque.

Estos módulos son de muy sencillo uso. Su integración en máquinas y otros sistemas es muy fácil no habiendo prácticamente riesgo de tamaño o planificación incorrecta. Tampoco se producen grandes obstáculos si hay modificaciones, adaptaciones o ampliaciones en los sistemas donde están integrados. Incluso, en muchos casos, es posible usar fuentes de alimentación más pequeñas puesto que no requiere corriente adicional que es lo que normalmente requieren el resto de fusibles electrónicos del mercado.    
Por medio de un contacto de relé se informa si se ha apagado alguna salida, pudiéndose resetear el módulo desde el propio dispositivo o, remotamente, aplicando una tensión a la señal de entrada.

Adicional a esto, el coste de un módulo PISA, es alrededor de la mitad del coste de los fusibles electrónicos de 4 canales del mercado y solo ligeramente superior al total de 4 interruptores de circuitos tradicionales en miniatura con un contacto auxiliar.   

Rango de tensión admisible
Según la norma IEC/EN 61131-2 no están permitidas fluctuaciones o caídas de tensión inferiores a 20,4V en tensiones de alimentación de 24V.
El rango desde 19,2 a 20,4V solamente está permitido como tensión superpuesta de rizado CA. (figura 2).

Interrupciones de tensión
Los PLCs y otros equipos de control no deben mostrar fallo de funcionamiento en las interrupciones de tensión de hasta 10ms de acuerdo con la norma IEC/EN 61131-2. (figura 3)

Como vemos el concepto de seguridad  para sistemas de 24 Vcc no es tan trivial como inicialmente se sospechaba. Un enfoque tradicional con fusibles de un solo canal va a funcionar pero encarece. Es conveniente optar por un corte selectivo de los diferentes ramales. En muchos casos podemos ahorrar dinero con el nuevo módulo de PISA PULS sin tener que tomar riesgos.

Los fusibles electrónicos pueden ser equipados con o sin limitación activa de corriente (figura 3). El modelo básico solo incluye la monitorización de corriente con el consecuente apagado en la salida. Este concepto permite un diseño más efectivo en costes pero supone una mayor carga sobre la fuente así como una circulación “sin control” en el ramal defectuoso. Es preciso un corte muy rápido para evitar una excesiva caída de tensión.
Como vemos el concepto de seguridad  para sistemas de 24 Vcc no es tan trivial como inicialmente se sospechaba. Un enfoque tradicional con fusibles de un solo canal va a funcionar pero encarece. Es conveniente optar por un corte selectivo de los diferentes ramales. En muchos casos podemos ahorrar dinero con el nuevo módulo de PISA PULS (figura 4) sin tener que tomar riesgos.
OLFER es distribuidor oficial de PULS.

Autor:

Michael Raspoting, Puls

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