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Industrielle Automation 6/2016

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Industrielle Automation 6/2016

SPS IPC DRIVES

SPS IPC DRIVES 2016 I INTERVIEW Zum Schutz Ihrer Daten Elektronische Schutzschalter stellen die Energiesicherheit für Industrieunternehmen stabil sicher Nicole Steinicke, Tobias Prem USV-Anlagen spielen in vielen Industriebereichen eine wesentliche Rolle, wenn es um die störungsfreie Bereitstellung elektrischer Energie geht. Ob in der Chemie-, Pharmaoder Automobilindustrie oder in der Energietechnik, eine Unterspannungsversorgung stellt die Energiesicherheit bei Netzausfall oder Netzschwankung sicher und schützt so vor Datenverlust. Doch dabei gibt es einige Faktoren zu berücksichtigen. Sogenannte AC USV-Anlagen sind zur Gewährleistung der Energiesicherheit in vielen Industriebereichen nicht mehr wegzudenken. Bei allen Vorteilen haben sie jedoch auch ihre Schattenseiten. Neben hohen Investitionskosten besteht vor allem die Problematik, dass die zur Verfügung gestellte Ausgangsleistung aus technischen Gründen begrenzt ist. Deshalb kann die USV über den Nennstrom hinaus nur begrenzt Überstrom liefern. Bei Überlast ist deshalb zunächst die Spannungsqualität beeinträchtigt. Bei zu hoher Belastung durch Kurzschluss wird die maximale Belastungsgrenze der USV sehr schnell überschritten. Die gesamte USV schaltet aus Gründen des Eigenschutzes ab. In diesem Fall ist der ursprüngliche Sinn der Anlage, die Energiesicherheit, nicht mehr erfüllt. Bei einem einzigen fehlerhaften Lastkreis gehen also auch für alle anderen Verbraucher „die Lichter aus“. Dies kann einen Anlagenstillstand sowie undefinierte Zustände mit allen damit verbundenen Gefahren zur Folge haben. Ein sekundärer Überstromschutz ohne Selektivität begünstigt diese Situation. Häufig kommen konventionelle Schutzschalter (Leitungsschutzschalter) zum Einsatz. Diese reagieren in dieser Überlastsituation zu langsam, nur unzuverlässig oder gar nicht. Grund dafür ist die Tatsache, dass ein herkömmliches Schutzelement einen relativ hohen Strom zur Auslösung benötigt. Die USV allerdings kann nur einen spezifiziert begrenzten Strom zur Verfügung stellen. Doch wie kann eine Lösung für die stabile Energiesicherheit aussehen? Darüber spricht Redakteurin Nicole Steinicke mit Tobias Prem, Produktmanager der E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbH in Altdorf im folgenen Interview. Herr Prem, viele Anlagen, Maschinen und Netzwerke müssen nahezu 100 % ihrer Laufzeit zur Verfügung stehen. Zum Einsatz kommen daher häufig USV-Anlagen, die eine unterbrechungsfreie sichere Stromversorgung gewährleisten sollen. Welche Aufgabe übernimmt eine USV-Anlage genau? USV-Anlagen sind unverzichtbare Werkzeuge. Sie schützen vor Spannungseinbrüchen, -schwankungen ebenso wie vor komplettem Spannungsausfall. Ziel der Unterspannungsversorgung ist dabei stets die Energiesicherheit bei kurzfristigen Netzschwankungen oder komplettem Netzausfall. Nur so lassen sich Datenverlust oder teure Fertigungsunterbrechungen vermeiden. Wenn in der Prozessautomatisierung, in der Automation oder der Stahl - industrie Produktionsprozesse gestartet sind, dann dürfen diese auf keinen Fall unkontrolliert unterbrochen werden. Egal ob es sich dabei um Kühlprozesse oder komplexe Herstellprozesse handelt. Worauf müssen Techniker bei der Wahl einer USV-Anlage achten? Wie sieht die Lösung für die stabile Energiesicherheit aus? Bei der Auswahl einer USV-Anlage geht es um eine ganze Reihe von Kriterien. Dies Dipl.-Ing. (FH) Nicole Steinicke, Redakteurin INDUSTRIELLE AUTOMATION 01 Die EBU (Electronic Breaker Unit) bringt Energiesicherheit in AC 230 V USV-Anlagen und erlaubt es, eine USV-Anlage um ca. ein Drittel kleiner zu dimensionieren 52 INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2016

INTERVIEW I SPS IPC DRIVES 2016 beginnt bei der Leistung der Anlage, die optimal auf die Anwendung abgestimmt sein muss. Ebenso gilt es, die Batteriekapazitäten für die Überbrückungszeit auf die Rahmenbedingungen abzustimmen. Anschließend geht es darum, die Absicherung der einzelnen Verbraucher sowohl für den Normalbetrieb als auch für den Fehlerfall zu konzipieren. Dies ist allerdings problematisch, da die zur Verfügung gestellte Ausgangsleistung aus technischen Gründen begrenzt ist. In der Praxis bedeutet dies, die USV kann nur begrenzt Überstrom über den Nennstrom hinaus liefern. Dadurch ist bei Überlast die Spannungsqualität zumindest beeinträchtigt. Kommt es nun durch Kurzschluss zu einer zu hohen Belastung, so überschreitet dies sehr schnell die maximale Belastungsgrenze der USV. Aus Eigenschutz schaltet dann die gesamte USV-Anlage ab. Logischerweise kann die Anlage dadurch ihre Aufgabe, die Energiesicherheit sicherzustellen, nicht mehr erfüllen. Dafür bietet der E-T-A Schutzschalter vom Typ EBU (Electronic Breaker Unit) eine zuverlässige Lösung und stellt die Energiesicherheit für Industrieunternehmen durch AC USV-Anlagen auch im Fehlerfall stabil sicher. Der Typ EBU setzt sich zusammen aus einem Leitungsschutzschalter, und einer angebauten Elektronik. Der Leitungsschutzschalter sorgt für Kurzschluss- Abschaltungen von bis zu 10 kA, die Elektronik steuert ihn und übernimmt zielgerichtet die anfallenden Mess- und Auswerteaufgaben. Aus welchem Grund lösen Leistungsschalter an USV-Anlagen nicht sicher und zuverlässig aus? Kommt es bei der neuen USV-Absicherung auch zu Fehlauslösungen? Leitungsschutzschalter können an USV-Anlagen nicht zuverlässig auslösen, da ein herkömmliches Schutzelement einen relativ hohen Strom zur Auslösung benötigt. Die USV kann jedoch nur einen begrenzten Strom zur Verfügung stellen. Dies reicht nicht aus. Um beispielsweise einen Leitungsschutzschalter mit Kennlinie C und Nennstrom 10 A innerhalb von 10 ms sicher auszulösen zu können, müsste die Stromversorgung mindestens 100 A bereitstellen: (I Auslöse = I Nenn x 10 = 10 A x 10 = 100 A) Dazu ist die USV bei weitem nicht in der Lage. Der Typ EBU lässt sich auf die Gegebenheit der Anlage einstellen und ist dadurch in der Lage, Fehlauslösungen zu vermeiden. Er überwacht also nicht nur den Strom, sondern misst darüber hinaus auch die Spannung. Erst wenn der eingestellte Stromwert überschritten und gleichzeitig die Spannung um 30 % unterschritten wird, löst das Gerät aus. 02 Tobias Prem ist Produktmanager bei E-T-A und erläutert die Feinheiten und Tücken von USV-Anlagen Welche Ausführungen Ihres Schutzschalters Typ EBU (Electronic Breaker Unit) gibt es? Der Typ EBU ist in den Nennströmen 4 A, 6 A, 10 A und 16 A sowie in den Charakteristika B und C verfügbar. Dabei ist das Gerät sowohl ein- als auch zweipolig verfügbar. Die EN 60204 Teil 1 Sicherheit von Maschinen - Elektrische Ausrüstung von Maschinen regelt, wo welche Anzahl von Polen eingesetzt werden muss. So gilt, für ungeerdete Netze der Einsatz von typischerweise zweipoligen Geräten und für geerdete Netze die Verwendung von einpoligen Geräten. Welche Vorteile ergeben sich in punkto Leistungssicherheit und Verfügbarkeit der Anlage und in welcher Weise profitieren Anwender von Ihrer neuen Lösung? Die Ausfallsicherheit einer USV bei Kurzschluss wird drastisch verringert, da die fehlerhaften Pfade als solche erkannt und abgeschaltet werden – und nur diese. Alle weiteren Verbraucher und Pfade laufen weiter. Dies vermeidet Datenverlust bzw. Stillstand und stellt erstmals die Rentabilität einer USV sicher. Die Electronic Breaker Unit EBU erhöht durch ihre effektive und selektive Absicherung im Verbund mit einer USV-Anlage die Anlagenverfügbarkeit. Die maßgeschneiderte Absicherung reduziert die Gesamtkosten, da die USV-Anlage um mindestens ein Drittel kleiner dimensioniert werden kann. Dadurch sinken die Anschaffungskosten. Gleichzeitig sinken die Planungskosten, da sich die Geräte durch ihre Einstellbarkeit sehr einfach und individuell nutzen lassen. Vielen Dank für das Gespräch. Bilder: Aufmacher Fotolia, sonstige E-T-A www.e-t-a.de Premiere auf der SPS IPC Drives 2016 Halle 7A . Stand 240 Das neue Tragsystem für gekapselte IPCs Ermöglicht den Einsatz von IPCs nach Maschinenrichtlinie dank integrierbarer Bedienelemente Einzigartig am Markt – Erfahren Sie mehr über die freistehende Standsäule CS-4000 neXt BERNSTEIN AG .Hans-Bernstein-Straße 1 32457 Porta Westfalica . Tel. +49 571 793-0 info@de.bernstein.eu. www.bernstein.eu

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