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Industrielle Automation 2/2019

Industrielle Automation 2/2019

HANNOVER MESSE

HANNOVER MESSE 2019 Intelligenter Schutzengel Elektronischer Überstromschutz sorgt für hohe Anlagen verfügbarkeit in der Automatisierung Die Anforderungen an die Anlagen- und Maschinenverfügbarkeit steigen kontinuierlich und damit gewinnt auch der elektronische Überstromschutz zunehmend an Bedeutung. Hinzu kommt der Bedarf, Fertigungsprozesse so transparent wie möglich abzubilden, um jegliche Veränderungen bestmöglich im Blick zu haben. Je mehr Automatisierungstechnik zum Einsatz kommt, desto höher wird der Anspruch an Stromversorgungen – auch im DC-24-V-Bereich. Lesen Sie, worauf es ankommt. Die Steuerspannung im Nennspannungsbereich DC 24 V oder DC 48 V ist weiter auf dem Vormarsch. Sie versorgt u. a. Steuerungstechnik, Sensoren, Aktoren, Sicherheits- und Antriebstechnik und kann nur funktionieren, wenn die dafür notwendigen Komponenten korrekt dimensioniert sind. Dies reicht von der AC-Absicherung über das Schaltnetzteil bis zum DC-Überstromschutz. Die Bestandteile bilden zusammen das Herzstück einer jeden Automatisierungslösung und sorgen für einen störungsfreien Maschinenbetrieb. Immer häufiger kommen hier auch intelligente kommunikative Absicherungssysteme zum Einsatz, die das Monitoring und die Autor: Tobias Prem ist Geschäftsfeldmanager Maschinenbau bei der E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbH in Altdorf Fernwartung der Steuerspannungsebene zusätzlich erleichtern. Das Ziel der maximalen Maschinenverfügbarkeit erreicht der Anwender, wenn alle Komponenten aufeinander abgestimmt sind. Deshalb gilt es, bei der Auswahl der passenden Produkte wichtige Punkte zu beachten. Leitungsschutzschalter bieten keine Selektivität Im DC-24-V-Bereich für den Maschinenbau sind Schaltnetzteile für die Spannungs - ver gsorgung nicht mehr wegzudenken. Sie zeichnen sich durch Kompaktheit und hohe Zuverlässigkeit im Dauerbetrieb aus. Allerdings können sie im Überlastbereich nur begrenzte Leistungsreserven zur Verfügung stellen. Dies liegt häufig beim 1,5-Fachen des Nennstroms. Für das Beispiel eines 20-A- Schaltnetzteils bedeutet das: 20 × 1,5 = 30 A. Auch wenn eine Überlast oder ein Kurzschluss dies theoretisch überschreiten würde, so schützt sich das Netzteil im Prinzip selbst und fährt die Spannung am Ausgang entsprechend zurück. Hängt nun zur Absicherung an einem solchen Ausgang ein Leitungsschutzschalter, dann ist dieser technisch gar nicht in der Lage abzuschalten. Den Strom, den der Sicherungsautomat für die Auslösung bräuchte, kann das Netzteil nicht zur Verfügung stellen. Und damit ist auch keine Selektivität mehr möglich. Der magnetische Auslösebereich des C-Automaten (45 bis 90 A) liegt nicht mehr im zulässigen Überlastbereich des 20-A-Netzteiles – die Folge: die DC-24-V-Ausgangsspannung bricht ein. Elektronische Sicherungsautomaten haben eine spezielle Kennlinie, die dennoch eine Auslösung sicherstellt. Durch die selektive Absicherung wird ausschließlich der fehlerhafte Pfad abgeschaltet. Dies erleichtert die Fehlersuche und erhöht die Maschinenverfügbarkeit. Der elektronische Auslösebereich liegt innerhalb des zulässigen Überlastbereichs des 20-A-Netzteiles; die DC 24 V bleiben stabil. Erhöhter Widerstand begrenzt den verfügbaren Strom Große Leitungslängen und geringe Leitungsquerschnitte führen zu höheren Leitungswiderständen. Ein erhöhter Widerstand begrenzt den ursprünglich zur Verfügung stehenden 50 INDUSTRIELLE AUTOMATION 2/2019

HANNOVER MESSE 2019 01 Der magnetische Auslösebereich des C-Automaten (45 bis 90 A) liegt nicht mehr im zulässigen Überlastbereich des 20 A Netzteiles – die DC-24-V- Ausgangsspannung bricht ein 02 Der elektronische Auslösebereich liegt innerhalb des zulässigen Überlastbereichs des 20-A-Netzteiles – die DC 24 V bleiben stabil Strom und kann zu ungewollten Störungen führen. Der zur Verfügung stehende Strom I wird bestimmt durch die Versorgungsspannung U und den Gesamtwiderstand R: n I max = U Versorgung / R ges n I max = U Versorgung / (R Leitung + R Übergangswiderstand + R Überstromschutz gerät) Absichern von Leitungen in DC-24-V-Anwendungen Stromkreise müssen gegen Überstrom geschützt werden. Im Abschnitt für den Überstromschutz von Steuerstromkreisen im Abschnitt 7.2.4 der DIN EN 60204-1 (VDE 0113-1) ist definiert, dass diese Stromkreise durch Überstrom-Schutzeinrichtungen zu schützten sind. Die Norm DIN VDE 0100- 530 „Errichten von Niederspannungsanlagen – Auswahl und Errichtung elektrischer Betriebsmittel – Schalt- und Steuergeräte“ erläutert dies näher. Der Abschnitt 533 beschreibt die Überstrom-Schutzeinrichtungen, die verwendet werden dürfen, beispielsweise Schmelzsicherungen und Leitungsschutzschalter. Alle aufgeführten Schutzgeräte sind so aufgebaut, dass sie Stromkreise galvanisch trennen können. Elektronische Sicherungen sind explizit nicht genannt. Warum trotzdem elektronische Sicherungen? Es handelt sich dabei um die Absicherung eines Steuerstromkreises mit Schutzkleinspannung. Deshalb ist eine galvanische Trennung zwar nicht für den Personenschutz notwendig, jedoch für den Leitungsschutz zwingend erforderlich. Diese Forderung ergibt sich aus dem Abschnitt 533 der DIN VDE 0100-530. Auf diese Norm wird in der DIN VDE 0113-1 verwiesen. Der Einsatz elektronischer Sicherungen ist dadurch nicht ausgeschlossen, wenn zusätzlich zur Elektronik eine Überstrom- Schutzeinrichtungen nach DIN VDE 0100- 530 in Reihe geschaltet wird. Diese kann auch als Fail-Safe-Element innerhalb der elektronischen Sicherung integriert sein. Der Leitungsquerschnitt ist dann zwingend auf den Nennstrom des Fail-Safe-Elements und nicht auf den Nennstrom der elektronischen Sicherung auszulegen. Clevere Absicherungslösungen bieten viele Informationen Die Erhöhung der Maschinenlaufzeiten und eine immer auf gleich hohem Niveau produzierende Maschine stehen im Fokus des Maschinenbaus. Das System IO-Link bietet durch die schnelle Implementierung, die Vielzahl verfügbarer Komponenten und die Übertragung von Messwerten sowie Statusinformationen ein Höchstmaß an Transparenz. So lassen sich Fehlentwicklungen an der Maschine frühzeitig erkennen und unvorhergesehene Stillstände vermeiden. Intelligente Absicherungslösungen bieten eine Vielzahl von Informationen für die vorbeugende Instandhaltung und Fernwartung. Sie verfügen über eine IO-Link- Schnittstelle. Über diese werden die Statusinformationen und die wichtigen Messwerte an den IO-Link Master übertragen. Dieser kann die Informationen der kompletten DC-24-V-Stromversorgung einsammeln und an die übergeordnete Steuerung übertragen. Intelligente Absicherungslösungen wie die elektronische IO-Link Variante EM12D-TIO inkl. Rex12D-T bieten neben dem Überstromschutz eine Vielzahl von Informationen für die vorbeugende Instandhaltung und Fernwartung. Weitere Informationen finden Sie auf der Website des Unternehmens. Bilder: Aufmacher Fotolia/E-T-A; 01-03 E-T-A www.e-t-a.de Bremsentechnologie 4.0 — jetzt upgraden! ROBA ® -brake-checker: Permanentes Bremsen-Monitoring von Schaltzustand, Temperatur und Verschleiß www.mayr.com Besuchen Sie uns auf der Hannover Messe, Halle 25 Stand D30 Ihr zuverlässiger Partner Mayr.indd 1 07.03.2019 11:21:56 INDUSTRIELLE AUTOMATION 2/2019 51

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