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24-V(DC)-Absicherung mit Intelligenz

Transparenz und Digitalisierungskonzepte in der Steuerspannungsebene
24-V(DC)-Absicherung mit Intelligenz

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Die Kommunikation zwischen Geräten und Komponenten wird immer wichtiger. Die Erfassung von Messwerten, die Datenanalyse und deren anschließende Bewertung sorgen für Transparenz und vereinfachen die Fehlersuche. Das intelligente Stromverteilungs- und Absicherungssystem Controlplex CPC20 von E-T-A wird diesen Anforderungen gerecht.

Für die Produktion sind Ventile, Pumpen und Sensoren von entscheidender Wichtigkeit. Diese sind unverzichtbar für die Steuerung und Regelung der Prozesse und garantieren die hohe Qualität der gefertigten Produkte. Ein Defekt dieser Geräte oder gar deren Ausfall führt zu Störungen im Produktionsablauf. Es ist wichtig, derartige Ausfälle zu verhindern oder zumindest zu reduzieren. Dazu liefert die Überwachung der 24-V(DC)-Steuerspannungsebene einen Beitrag. Die kontinuierliche Überwachung der Lasten, die Kontrolle der Stromaufnahme und die schnelle Fehlersuche bei Störungen sowie die zeitnahe Wiederinbetriebnahme der Anlage verringern die Stillstandszeiten und erhöhen dadurch die Rentabilität.

In der Vergangenheit wurden zentrale Spannungsversorgungen verwendet. In großen Schalträumen gab es Transformatoren oder Batteriebänke, die von thermischen Sicherungsautomaten abgesichert wurden und den Leitungsschutz gewährleisteten. In der chemischen Industrie führten die großen Leitungslängen beim Geräteschutz zu Problemen. Oftmals konnte durch die langen Zuleitungen und den kleinen Leitungsquerschnitt der notwendige Auslösestrom des thermischen Schutzschalters nicht bereitgestellt werden. Das bedeutete, dass die Abschaltung des Verbrauchers bei Überlastung nicht stattfand. Eine frühzeitige Warnung vor einer kritischen Entwicklung war ebenfalls nicht möglich. Die Folgen waren Stillstände und schwer zu findende Fehler. Auch der Hilfskontakt des Schutzschalters konnte nur begrenzt bei der Fehlersuche unterstützen. Durch ihn war zumindest der betroffene Lastkreis festzustellen und diese Information ließ sich an die Steuerung der Anlage übertragen.

Elektronischer Überstromschutz

Die intelligenten Sicherungsautomaten der zweiten Generation bieten dagegen eine Vielzahl von weiteren Informationen. Sie sind im vollen Umfang parametrierbar und übertragen Statusinformationen sowie Messwerte kontinuierlich an den Buscontroller CPC20. Dadurch wird die 24-V(DC)-Spannungsebene transparent und ermöglicht einen umfassenden Überblick über die aktuelle Auslastung. Jeder Sicherungsautomat erfasst den aktuellen Laststrom, der durch den Sicherungsautomaten zur Last fließt. Dadurch sind Veränderungen in der Stromaufnahme, die auf eine Störung am Verbraucher hindeuten, frühzeitig erkennbar. Dieses hilft dabei, kritische Entwicklungen frühzeitig zu erkennen und Gegenmaßnahmen einzuleiten. Im Anlagenbetrieb gibt es unterschiedliche Ansätze. Der eine möchte möglichst viele Informationen sammeln und mithilfe der Software analysieren. Dadurch lassen sich die Prozesse optimieren und besser aufeinander abstimmen. Beim anderen Ansatz soll möglichst nur eine Meldung erfolgen, wenn ein kritischer Wert überschritten wurde.

Auch diesem Ansatz wird das intelligente ControlPlex-System gerecht. Mithilfe eines Grenzwertes, der zwischen 50 und 100 % des Nennstroms parametriert werden kann, wird eine Alarmmeldung generiert. Diese informiert den Bediener über einen Stromanstieg bei einem bestimmten Verbraucher. So eine Meldung ermöglicht dem Wartungspersonal, im Vorfeld einer Störung aktiv zu werden und diese dadurch zu vermeiden. Oftmals ist die Vorgehensweise so, dass bei der Erstinbetriebnahme der aktuelle Laststrom gemessen und mit einem Aufschlag von 10 % als Grenzwert parametriert wird. Dadurch hat das Wartungspersonal die Lastkreise optimal im Blick und bleibt über Veränderungen automatisch informiert. Neben der Übertragung der Statusinformationen an die übergeordneten Steuerungssysteme sind diese auch an der LED des Gerätes einsehbar. Dadurch erhält das Wartungspersonal beim Öffnen des Schaltschrankes ebenfalls einen schnellen Überblick über den aktuellen Status der 24-V(DC)-Stromverteilung.

Mit seiner schmalen Bauform von nur 12,5 mm für zwei Kanäle spart der Sicherungsautomat Platz und ist auch ideal für Applikationen mit einem geringen Platzangebot geeignet. Neben der Übertragung aller Statusinformationen sowie der Messwerte lassen sich die elektronischen Sicherungsautomaten auch von der Steuerung bedienen. Das umfasst neben dem Ein- und Ausschalten des Automaten auch das Rücksetzen des Lastkreises nach einer Abschaltung. Ebenso ist der ESX60D komplett parametrierbar und dadurch perfekt auf die Anforderungen der Last anpassbar. Durch die Parametrierbarkeit des Nennstroms kann der Sicherungsautomat auf sich ändernde Anlagenkonfigurationen sehr schnell angepasst werden. Das Bedienpersonal kann den Sicherungsautomaten in einem Bereich von 1 bis 10 A ganzzahlig parametrieren, was die Lagerhaltung der Geräte verringert und die Flexibilität erhöht. Seine aktive Strombegrenzung verhindert eine Überlastung
des Schaltnetzteils im Kurzschlussfall und ermöglicht das Einschalten von kapazitiven Lasten.

Fernzugriff mit dem Buscontroller

Der Buscontroller CPC20 ist das Gehirn des gesamten Controlplex-Systems. Er sammelt alle Daten der max. 64 Sicherungskanäle und überträgt diese an die übergeordneten Steuerungssysteme. Er verfügt über zwei RJ45-Buchsen für die Anbindung an die Bussysteme Ethernet/IP und Profinet. Durch den integrierten Switch ist eine einfache Integration in das jeweilige Bussystem gewährleistet. Darüber hinaus dient die dritte RJ45-Buchse zum Anschluss eines Servicelaptops für den Zugriff über den integrierten Webserver oder als Schnittstelle zur Übertragung von Informationen im JSON-Format. Somit ist die Übertragung von Daten nicht nur über das Bussystem, sondern auch direkt zu anderen Geräten außerhalb des Steuerungssystems möglich.

Diese Flexibilität bei der Übertragung und Analyse der Messwerte ermöglicht den flexiblen Einsatz des Systems und ist dadurch eine perfekte Lösung für die 24-V(DC)-Stromverteilung und Absicherung. Mit den Möglichkeiten des Systems werden auftretende Fehlentwicklungen frühzeitig erkannt, Gegenmaßnahmen können eingeleitet und Stillstände vermieden werden.

E-T-A Elektronische Apparate GmbH, Altdorf


Autor: Thomas Kramer

Business Development Manager Automation & Process Control,

E-T-A



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