Superkapacitor NODKA pro ochranu a krátkodobou zálohu napájení 12V a 24V průmyslové elektroniky

Nodka NP-6310-A-R je průmyslový superkapacitorový modul s montáží na DIN lištu, který umí ochránit váš průmyslový počítač, monitor nebo řídicí systém PLC před kolísáním a výpadky napájení 12/24 VDC. Modul se skládá ze čtyř superkapacitorů a inteligentního systému řízení napájení. Nabízí spolehlivé napájení koncového systému a automatické i manuální řízení spouštění a vypínání připojených spotřebičů. Superkapacitor umožňuje konfiguraci mnoha vlastností, ať už přes otočný spínač na modulu nebo přes SW aplikaci UPS Manager (ke stažení). 

Nastavení superkapacitoru

Superkapacitor lze nastavit a používat pomocí Modbus komunikace nebo 10stupňového otočného přepínače Tmax[sec] nebo Imin[A] na přední straně zařízení. V závislosti na použití v systému si volíte mezi časově omezeným provozem nebo provozem s prahovým proudem zátěže.

• Časově omezený režim (Time limited) slouží k nastavení doby trvání výstupního napájení DC OUT, po ztrátě vstupního napájení DC IN. Pokud superkapacitor bude napájet připojené zařízení na DC OUT delší dobu než je nastaveno přepínačem, výstup DC OUT se zastaví. Možnosti jsou 5-20 sekund a nekonečno, tzn. do vybití kondenzátorů.
• Proudový prahový režim (Load current threshold) slouží k rozpoznání stavu, kdy je připojený spotřebič vypnut. Když je DC IN odpojeno, výkon superkapacitorů je nižší než výkon DC_IN.  Když je proud zátěže menší nebo roven 0,5 A, superkapacitor se vypne a zastaví se.
• Režim PC používáme k nastavení vlastní logiky chování superkapacitoru pomocí Modbus registrů.

Ukázka propojení superkapacitoru NODKA NP-6310 s průmyslovým počítačem NODKA NP-6118

Hlavní parametry

• Průmyslový superkapacitor pro napěťovou ochranu připojených spotřebičů, navíc s inteligentním systémem řízení spotřeby, vypínání a zapínání spotřebičů,
• automatická detekce 12 V nebo 24 V,
• signálové výstupy stavů zařízení,
• inteligentní napěťová záloha vyšle do napájeného zařízení signál k včasnému a bezpečnému vypnutí,
• sledování stavu DC_IN v reálném čase,
• ochrana vstupu napájení proti přepětí a přehození polarity,
• výstupní ochrana proti zkratu a nadproudu,
• přes protokol Modbus RTU lze vyčítat údaje o stavu zařízení, ideální zdroj dat pro condition monitoring systémy.

Porovnání superkapacitoru a baterií v systému UPS

Výhody superkapacitorů

Rychlé nabíjení a vybíjení s vysokým výkonem
Nabíjení superkapacitorů trvá mnohem kratší dobu a energii uvolňují stejně rychle. Superkapacitory mají mnohem větší hustotu energie než baterie, až 100krát větší. Díky vyšší hustotě energie mohou mít kompaktnější rozměry, a přesto jsou stále výkonné. Superkapacitor NODKA NP-6310-A-R se napájí 12V/24 VDC s odběrem až 12 A a na výstupu poskytuje 12/24 VDC s proudem max 9 A.

Delší životní cyklus
Superkapacitory mají ve srovnání s bateriemi mnohem delší životnost, a to až 15 let, protože mají 500 tisíc až 1 milion cyklů. Superkapacitor NODKA NP-6310-A garantuje až 500 000 nabíjecích cyklů. Ve srovnání s bateriemi, které mají obvykle 5 až 10 let životnosti (a toto číslo se při plném využití baterií snižuje na 4 až 8 let), mají superkapacitory nižší celkové náklady na vlastnictví (TCO - Total Cost of Ownership).

Odolnost
Superkapacitory snášejí časté používání bez výrazné degradace ve srovnání s bateriemi, které vyžadují kromě systémů údržby baterií také rutinní údržbu.

Provoz při širší provozní teplotě
Baterie vyžadují provozní teplotu 20-25 stupňů Celsia. Každých 10 stupňů nad požadovanou teplotu snižuje životnost baterie na polovinu. Superkapacitory nejsou tak citlivé na výkyvy teplot a mohou fungovat v širokém rozmezí teplot až do 40 stupňů Celsia, aniž by došlo k jejich zhoršení, což z nich činí vhodnou volbu pro drsná prostředí bez dalších nákladů vložených do chladicích systémů. Supekapacitor NODKA NP-6310-A-R funguje při pracovní teplotě  -20 až 65℃.

Snížení množství odpadu a poškození životního prostředí
Při výrobě baterií se používají toxické, žíravé a hořlavé materiály, které obsahují jeden nebo více z následujících prvků: kadmium, olovo, zinek, mangan, nikl, stříbro, rtuť a lithium. Při nesprávné likvidaci na skládkách dochází ke znečišťování životního prostředí a stávají se neudržitelným řešením. Superkapacitory naproti tomu nepoužívají toxické materiály a z dlouhodobého hlediska snižují náklady na likvidaci.

Nevýhody superkapacitorů

Přestože superkapacitory mají oproti bateriím mnoho výhod, baterie mají jednu významnou výhodu, neboť mají specifickou hustotu energie, která jim umožňuje uchovávat energii déle a uvolňovat ji po delší dobu, což z nich činí spolehlivější a stabilnější zdroj energie. Další nevýhodou používání superkapacitorů je jejich vyšší počáteční cena, jsou dražší než olověné baterie kvůli vysokým nákladům na materiály potřebné k výrobě kondenzátorů, jako je uhlík a grafen pro elektrody. 

SW aplikace UPS Manager

Ke stažení nabízíme program UPS manager, který nainstalujete do počítače a počítač propojíte se superkapacitorem přes seriový port RS232/485. Program UPS manager ukáže aktuální stav zařízení a stav nabití superkapacitorů. Pokud je program UPS Manager nainstalovaný na počítači za kapacitorem NP-6310 a je neustále připojený online, tak při detekci výpadku napájení na vstupu kapacitoru automaticky vypne počítač. Naopak při obnově napájení umí program UPS Manager spustit v připojeném počítači skript, např. shutdown.bat, který zajistí správné spuštění počítače po předchozím výpadku napájení.

Další možností je podívat se na podrobnější data a nastavení přes Option - Config. Všechna nastavení nebo data lze vyčíst i pomocí MODBUS RTU.