Extrem robust auf der ganzen Linie

Autor Manfred Kühme Produktmanagement Automation, Wago Kontakttechnik

Automatisierungssysteme für industrielle Anlagen sind üblicherweise in geschützten Bereichen untergebracht, in der Regel in konventionellen Schaltschränken innerhalb eines mehr oder weniger temperierten Gebäudes. Solche wenig beanspruchenden Umgebungsbedingungen stellen keine großen Anforderungen an die Hardware. Ganz anders sieht die Situation bei frei stehenden Anlagen in sogenannten Outdoor-Anwendungen aus. Die Automatisierungssysteme dort sind – oft in exponierter Lage – von klima- und umgebungsbedingten Einwirkungen unmittelbarer be- troffen.

Typische Outdoor-Anwendungen finden sich in dezentralen Pumpstationen in der Wasserversorgung und Abwasserentsorgung ebenso wie auf Offshore- und Onshore-Plattformen in der Öl- und Gasgewinnung, bei Transportpipelines, in Raffinerien, auf Schiffen, in Windkraft- und Photovoltaikanlagen oder Transformatorstationen. Die Automatisierungskomponenten dort sind im Schaltschrank verschiedensten, teils widrigen Umgebungsbedingungen ausgesetzt: starken Temperaturunterschieden von +70 °C tagsüber in praller Sonne und Minusgraden bis -40 °C in klaren Winternächten. Damit verbunden kann auch eine kurzzeitige Taubildung sein. Aber auch eine hohe Luftfeuchte, EMV-Strahlung und starke Vibrationen wirken auf die Komponenten ein und können ihre Verfügbarkeit einschränken.

Der Einsatz von Automatisierungssystemen in dergleichen Anwendungsbereichen erforderte bisher spezielle Zusatzeinrichtungen, zum Beispiel in Form einer Klimatisierung zum Schutz vor Betauung oder einer geeigneten Dämmung, und den aufwendigen Einbau der Steuerungen in teuren Schaltschränken hoher Schutzart. Einzige Ausnahme: Das System weist aufgrund seiner spezifischen Konstruktion eine höhere Beständigkeit gegen raue Umgebungsbedingungen auf.

Das Wago-I/O-System 750 XTR ist speziell für solche anspruchsvollen Einsätze konzipiert worden: Die robuste Ausführung des bewährten Wago-I/O-Systems 750 ist temperaturbeständig, spannungsfest, störsicher und vibrationsfest und bietet dieselben grundlegenden Vorteile wie das Standardsystem des Mindener Unternehmens: eine hohe Flexibilität und Modularität und damit vielseitige Einsatzmöglichkeiten sowie eine hohe Kompaktheit.

Das Wago-I/O-System 750 XTR ist gegen Spannungsspitzen abgesichert und erfüllt die erhöhten Anforderungen bezüglich Spannungsfestigkeit nach EN 60870-2-1. Sein optimiertes EMV-Verhalten vermeidet negative Störaussendungen und ermöglicht so den Einsatz in direkter Nähe selbst sehr empfindlicher Fremdsysteme. Die Serie 750 XTR zeichnet sich darüber hinaus durch eine erhöhte Vibrations- und Schockfestigkeit aus. Die Robustheit gegen extreme mechanische Belastungen qualifiziert das System somit auch für den Einsatz in Gondeln von Offshore-Windenergieanlagen, Tunnelbohrmaschinen etc., also für Anwendungen, in denen das System sehr starken Vibrationen ausgesetzt ist. Durch den erweiterten Temperaturbereich von -40 °C bis +70 °C kann zudem auf spezielle Klimatisierungen verzichtet werden. Konventionelle Automatisierungssysteme müssen im Schaltschrank klimatisiert und bei EMV-Einstrahlung gesondert geschützt werden. Dies erfordert einen höheren Installationsaufwand, erzeugt höhere Kosten und bedingt bei einer EMV-Belastung eine spezielle Montageausführung mit wiederum speziellen Schaltschränken. Beim Wago-I/O-System 750 XTR entfällt dies. Seine speziellen Features ermöglichen den Einbau in herkömmlichen Schaltschränken. Planer und Projekteure haben dadurch einen deutlich geringeren Aufwand, wenn sie die Serie 750 XTR anstelle eines klassischen Automatisierungssystems einsetzen. Eine gesonderte Vibrationsabsorption und ein EMV-Schutz sind ebenfalls nicht erforderlich. Dies alles spart Kosten im Engineering, bei den Komponenten und in der Montage.

Ein zunehmend wichtigeres Einsatzgebiet für solche robusten Automatisierungssysteme ist die Energieversorgung. Durch seine besonderen technischen Eigenschaften eignet sich das Wago-I/O-System 750 XTR sehr gut für den Einsatz in fernschaltbaren Mittelspannungsanlagen, um die Fernüberwachung zu verbessern und Versorgungssicherheit zu gewährleisten. Solche Anlagen werden in der Mittelspannungseinspeisung oder in Ortsnetzstationen eingesetzt. Voraussetzung für die Fernschaltung sind Leistungsschalter mit integrierten Motorantrieben, die vielfach bereits vorhanden sind oder nachgerüstet werden können.

Die erhöhte Spannungsfestigkeit und EMV-Störsicherheit der Serie 750 XTR ermöglichen den direkten Einbau des I/O-Systems in Mittelspannungsschaltanlagen und Transformatorstationen. Seine hohe Kompaktheit und damit sein geringer Platzbedarf sowie seine Temperaturfestigkeit kommen hierbei ebenfalls zum Tragen. Von Vorteil ist auch die erhöhte mechanische Belastbarkeit des Automationssystems, wenn es in unmittelbarer Nähe zu stark schwingenden Komponenten, wie Leistungsschutzschaltern, untergebracht ist.

Der Fernwirkcontroller der Serie 750 XTR unterstützt die Fernwirkprotokolle gemäß IEC 60870-5-101/ -103/ -104, IEC 61850 (MMS und GOOSE (Generic Object Oriented Substation Events)), IEC 61400-25 sowie Modbus. Auf diese Weise ist die problemlose Integration der Ortsnetzstation oder Mittelspannungseinspeisung in übergeordnete Leitsysteme der Energieversorger und Netzbetreiber gewährleistet. Diese können dadurch die Mittelspannungsanlage von der Ferne aus schalten und in diesem Zuge auch eine Diagnose an der Anlage, etwa der Temperatur- oder der Schaltzustände, durchführen. Ein deutlich verbessertes Störungsmanagement der Mittelspannungsanlage und damit auch des Verteilnetzes ist das Ergebnis.

Für die Kommunikation der Stationstechnik mit der Leittechnik wird vorrangig das Protokoll IEC 60870-5-101 bzw. -104 eingesetzt. Im Mittelspannungsteil sind des Weiteren oft Schutzgeräte verbaut, die in der Regel das Protokoll IEC 60870-5-103 oder IEC 61850 GOOSE unterstützen. Andere Komponenten, zum Beispiel Kurzschlussanzeiger oder Netzanalysegeräte, kommunizieren wiederum über Modbus TCP/RTU. Mit dem Wago-I/O-System 750 XTR können all diese Gerätetypen mit eingebunden und entsprechende Informationen an die Leittechnik übermittelt werden.

Halle 7, Stand 130

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