Cómo alimentar su sistema CompactDAQ o CompactRIO

Figura 1. Una consideración importante para cualquier aplicación CompactDAQ o CompactRIO es cómo alimentar su sistema.

En la mayoría de las aplicaciones, su configuración CompactDAQ o CompactRIO tiene acceso a la energía de la red; sin embargo, el entorno de su configuración determina qué fuente de alimentación necesita usar. En este caso, puede elegir entre dos tipos de fuente de alimentación típica para su sistema CompactDAQ o CompactRIO: de escritorio e industrial.

Las fuentes de alimentación de escritorio NI proporcionan una forma segura y confiable de alimentar su sistema CompactDAQ o CompactRIO durante la operación de escritorio. Las tres fuentes de alimentación de sobremesa NI ofrecen hasta 120 W de potencia a 24 VCC para suministrar cómodamente suficiente energía durante las operaciones pico con un factor de forma que es seguro para el uso de sobremesa, a diferencia de la mayoría de las fuentes de alimentación industriales.

Una de las fuentes de alimentación de escritorio viene con la mayoría de los chasis CompactDAQ y ofrece una fuente de alimentación de 15 W, 12 VDC. Una fuente de alimentación diferente viene con el chasis cDAQ-9179 y proporciona 40 W, a 12 VDC. Ambos cuentan con un conector mini-COMBICON de 2 pines para integrar fácilmente la fuente de alimentación con estos chasis; solo necesita proporcionar el cable de alimentación específico de la región a la fuente. La última fuente de alimentación NI de escritorio es para controladores CompactDAQ o CompactRIO, que necesita un poco más de energía. Clasificado en 120 W, 24 VDC, el PS-10 cuenta con una conexión de cable desnudo en el extremo para proporcionar una conexión flexible y directa al sistema controlador CompactDAQ o CompactRIO. Si está utilizando una fuente de alimentación de escritorio de terceros, compruebe sus especificaciones para garantizar la compatibilidad con el sistema CompactDAQ o CompactRIO específico que está utilizando no solo para el funcionamiento adecuado del sistema, sino también, lo que es más importante, la seguridad.

Figura 2. Usa fuentes de alimentación de escritorio mientras creas prototipos en un escritorio.

Este tipo de fuentes de alimentación se recomiendan para su uso mientras se realizan prototipos en un escritorio. La mayoría de las fuentes de alimentación industriales no están diseñadas para su uso en un escritorio, ya que pueden ser peligrosas en este entorno. Sin embargo, las fuentes de alimentación de sobremesa no están diseñadas para su uso en entornos industriales, como pisos de fábrica, ni clasificadas para su implementación en ellos.

Las fuentes de alimentación industriales NI cuentan con una larga vida útil, generosas reservas de alimentación y un tamaño compacto ideal para alimentar sistemas CompactDAQ o CompactRIO en entornos como pisos de fábrica. NI ofrece dos fuentes de alimentación industriales que proporcionan hasta 480 W de potencia de 24 VCC a 28 VCC, para que pueda seleccionar las cantidades de potencia y voltaje de entrada que satisfagan sus necesidades de aplicación específicas. Estas fuentes de alimentación cuentan con un sistema de carril DIN y un terminal de sujeción de resorte que no requieren herramientas y pueden hacer que la instalación y conexión con su aplicación sea rápida y fácil.

Su variedad de voltajes de entrada de selección automática le ayuda a evitar errores del usuario al instalar las fuentes de alimentación en su sistema, y su amplio rango de temperatura de funcionamiento y su inmunidad efectiva a interferencias electromagnéticas (EMI) los hacen confiables en entornos industriales incluso en condiciones duras. Dependiendo del modelo de fuente de alimentación que seleccione, puede lograr reservas de energía del 20 al 50 por ciento. Con estas reservas de energía, es posible que no necesite sobredimensionar su fuente de alimentación para cargas dinámicas. Simplemente puede elegir una unidad que cumpla con sus requisitos operativos para su aplicación específica, lo que puede significar unidades más pequeñas que pueden ahorrarle dinero y espacio.

Figura 3. Las fuentes de alimentación industriales son ideales para alimentar su sistema en entornos industriales.

Estos tipos de fuentes de alimentación se recomiendan para su uso en entornos industriales donde una fuente de alimentación de escritorio típica no estaría clasificada o sería segura de usar. 

A menudo, para su campo, vehículo u otros tipos de aplicaciones implementadas, su sistema no tiene acceso a una fuente de alimentación y debe proporcionar una. Los sistemas CompactDAQ o CompactRIO requieren una entrada de 9 VCC a 30 VCC, lo que significa que puede elegir entre una variedad de opciones de fuente de alimentación portátil, aunque ninguna opción puede satisfacer todas las necesidades de fuente de alimentación. Sin embargo, con cierta planificación, puede seleccionar la fuente de alimentación portátil adecuada para su aplicación específica. Al decidir qué fuente de alimentación portátil usar, considere cuánto tiempo necesita que el sistema se encienda, si desea que la fuente de alimentación sea recargable y su presupuesto actual.

Figura 4. Algunas aplicaciones no tienen acceso a la red eléctrica y requieren una fuente de alimentación portátil.

Al considerar diferentes opciones de baterías, debe decidir si necesita tecnología de un solo uso o recargable para su aplicación. Las baterías de un solo uso, como la batería alcalina común AA, ofrecen costos iniciales más bajos, pero es posible que tenga que comprar más si más tarde decide usar la batería como fuente de energía frecuente. Puede reutilizar las baterías recargables varias veces, lo que puede ser una opción más económica a largo plazo, pero una inversión de costos mucho mayor por adelantado. Las baterías recargables también requieren investigación sobre qué química de baterías utilizar. Las baterías almacenan energía de múltiples maneras, y no todas las baterías están hechas iguales. Además de las químicas comunes como el hidruro de litio o níquel metálico e incluso tecnologías más antiguas como el plomo ácido, debe considerar las nuevas tecnologías que se crean cada año. Cada uno de ellos tiene sus beneficios e inconvenientes, pero su elección depende de su aplicación.

Por lo general, la pregunta más importante que debe responder al seleccionar una batería para su aplicación es: "¿Cuánto tiempo necesita la aplicación para funcionar con baterías?" La respuesta afecta el tipo y tamaño de la batería que debe utilizar. El tamaño y el peso de la batería están determinados por la capacidad, la densidad de energía y el nivel de voltaje requeridos. El tiempo que puede ejecutar su aplicación depende directamente de la capacidad de su batería. La capacidad de la batería se mide típicamente en mAh o Wh usando la ecuación Wh = mAh * (voltaje/1000). Por ejemplo, una batería de 1000 mAh puede proporcionar 1 A de corriente durante una hora, 500 mA durante dos horas, 250 mA durante cuatro horas, etc. La capacidad total de la solución de batería depende en gran medida de los componentes y necesidades de su sistema CompactDAQ o CompactRIO, incluidos el controlador / chasis y los módulos de E / S de la serie C que está utilizando, cuánto tiempo necesita para funcionar y qué nivel de voltaje requiere. Al especificar una batería, debe saber el uso de corriente pico y el uso de corriente continua (o normal) que necesita. Esta es una de las principales especificaciones de la batería que debe tener en cuenta al buscar una solución adecuada para su aplicación. Otras consideraciones incluyen especificaciones como la densidad de energía de la batería, que determina la capacidad por unidad de masa, y el voltaje de la celda de la batería, que no solo garantiza que su batería alimenta su sistema, sino que también afecta el tamaño y peso de la solución de batería. Más información sobre cómo elegir una batería para su sistema CompactDAQ.

Además de alimentar su sistema, es posible que desee incorporar redundancia de energía para garantizar su funcionamiento continuo a través de cortes de energía a corto plazo o para implementar procedimientos de apagado seguro sin pérdida de datos. La mayoría de las aplicaciones están bien sin él, pero si el costo de falla es alto, es posible que desee considerar agregarlo. Dependiendo del tipo de sistema CompactDAQ o CompactRIO que esté utilizando, tiene un par de opciones para agregar redundancia a su sistema.

Con la mayoría de los controladores CompactDAQ y CompactRIO, puede usar un conector de alimentación de entrada dual con un V1 para una entrada de alimentación primaria y un V2 para una entrada de alimentación secundaria. Compruebe el manual de usuario del producto para ver si el controlador en cuestión incluye el conector de alimentación de doble entrada. Esto le da la opción de agregar una segunda fuente de alimentación a su sistema, por lo que todavía puede funcionar sin interrupciones si su fuente de alimentación principal ya no proporciona suficiente voltaje, potencialmente debido a una situación de apagón o apagón.

Figura 5. Fuente de alimentación dual con circuito condensador.

Si el controlador está utilizando la fuente de alimentación primaria y el nivel de tensión entre el V1 y el común es inferior a 9 V, entonces el controlador cambia automáticamente a la fuente secundaria o V2. Con esta opción adicional, puede conectar directamente una fuente secundaria como una batería o una fuente de alimentación ininterrumpida (UPS) al sistema sin tener que depender de hardware externo para realizar el cambio al instante y continuar alimentando el sistema. 

Para los sistemas CompactDAQ o CompactRIO con un solo conector de alimentación de entrada, agregar redundancia al sistema debe seguir la ruta tradicional de agregar un UPS al sistema en línea con la fuente de alimentación primaria. O puede diseñar y crear sus propios circuitos externos para cambiar entre múltiples fuentes de alimentación.

Al desarrollar su aplicación CompactDAQ o CompactRIO, una de sus primeras consideraciones es si tiene acceso a la energía de la red. Si es así, puede decidir si necesita una fuente de alimentación de escritorio o industrial. Si no, comience a investigar qué fuente de alimentación portátil utilizar para su aplicación. Por último, no olvide considerar agregar redundancia de energía a su sistema para garantizar el uso continuo del sistema o implementar apagados adecuados sin pérdida de datos durante los cortes de energía a corto plazo.

• Comprender la potencia del chasis y del controlador CompactDAQ y otras especificaciones.
• Examinar NI Industrial Power Supplies página del producto.
• Guía de compatibilidad de accesorios del sistema CompactDAQ
• Guía de compatibilidad de accesorios del sistema CompactRIO