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INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2020

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INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2020

SPS CONNECT

SPS CONNECT 2020 01 02 ÜBERFLUSS RICHTIG GENUTZT 03 Die Energiewende ist in vollem Gange. Bis zum Jahr 2050 soll Deutschland die benötigte Energie hauptsächlich aus regenerativen Quellen wie Wind- und Wasserkraft, Sonnenenergie, Geothermie oder nachwachsenden Rohstoffen beziehen. Ein Problem bei diesem Vorhaben sind bis jetzt aber die ungenügenden Speichermöglichkeiten für Energie. Das Konzept Power-to-Heat wird deshalb als geeignete Technologie immer wichtiger und ausgereifter. Bei herkömmlichen Kraftwerken ist der Fall einfach. Wird zum Beispiel im Winter oder bei Nacht mehr Elektrizität benötigt, dann kann einfach die Leistung hochgefahren werden. Doch so einfach geht das vor allen Dingen bei erneuerbaren Energien nicht mehr. Denn was macht man an einem sonnigen, windigen Sommertag, an dem tausende von Photovoltaikanlagen auf Hochtouren laufen und die Windparks in Nord- und Ostsee Unmengen an Energie produzieren? Wohin mit all dem Michael Brosig, Jumo GmbH & Co. KG, Fulda Strom aus „Mutter Natur“? Genauso einen Fall gab es am Muttertag 2016. Die Folgen: Stromerzeuger mussten sogar Geld bezahlen, damit die Überschüsse in andere Netze eingespeist werden durften. PERSPEKTIVE: UMWANDLUNG VON STROM IN WÄRMEENERGIE Diese sogenannten „negativen Strompreise“ sind natürlich keine Dauerlösung – Alternativen müssen her. Die Umwandlung von Strom in Wärmeenergie ist ein vielversprechender Ansatz. Powerto-Heat-Anlagen kommen unter anderem in Kraftwerken, Biogasanlagen oder mit Wärmepumpen zum Einsatz. Bei Blockheizkraftwerken im Verbund optimieren P2H-Anlagen den Wirkungs- und Nutzungsgrad. Die Lösungen von Elwa sind modular aufgebaut und deshalb jederzeit erweiterbar. Sie wurden mit den Vorgaben maximale Betriebssicherheit, Verfügbarkeit und Wartungsfreundlichkeit entwickelt. Der Ausfall von Heizleistung in einem Subsystem wird sofort von den anderen Systemen kompensiert. Bei ausreichender Reserveleistung kann das defekte System elektrisch und hydraulisch für Wartungsarbeiten ausgekoppelt werden. Alle Bauteile sind mit normalen Werkzeugen auswechselbar. Der benötigte Bauraum ist nicht größer als bei einem Einzelsystem für die gesamte Leistung. DUALES ENERGIEMANAGEMENT Das Thema „Sicherheit“ spielt eine besonders große Rolle. Bei P2H- Systemen kommt es nicht nur auf eine zuverlässige Leistungsregelung an, auch die Messgrößen Druck und Temperatur müssen perma- 32 INDUSTRIELLE AUTOMATION 06/2020 www.industrielle-automation.net

SPS CONNECT 2020 01 Mit dem Zweikanal-Prozess- und Programmregler Dicon touch lassen sich komplexe Regelungs- und Steuerungsaufgaben ausführen 02 Der Druckmessumformer Jumo dTrans p02 Delta misst den Differenzdruck nichtaggressiver und aggressiver Gase, Dämpfe und Flüssigkeiten 03 Power-to-Heat-Anlagen kommen unter anderem in Biogasanlagen oder Wärmepumpen zum Einsatz nent überwacht und geregelt werden. Hier verlässt sich Elwa auf Produkte des Mess- und Regeltechnikherstellers Jumo. Der Leistungssteller Jumo TYA 202 schaltet ohmsch-induktive Lasten über eine Drehstromsparschaltung im Stern-Dreieck-Drehstrombetrieb. Der mikroprozessorgesteuerte Leistungssteller stellt alle Parameter in einer LCD-Anzeige mit Hintergrundbeleuchtung dar und ist über vier frontseitige Tasten bedienbar. Durch das serienmäßige LC-Display mit Klartextanzeige kann die Konfiguration einfach und schnell am Gerät durchgeführt werden. Eine Vorkonfiguration lässt sich über einen frontseitigen Mini-USB-Stecker komfortabel und unkompliziert vornehmen. Das standardmäßige „duale Energiemanagement“ führt zu einer gleichmäßigen Verteilung der Energie im Netz und sorgt somit für geringere Energiekosten. Alle Jumo-Leistungssteller sind mit einem Ethernet-basierenden Kommunikationsprotokoll ausgestattet. Durch diese Schnittstelle stehen mehr Daten in kürzerer Zeit zur Verfügung. Somit lassen sich auch Prozessdaten wie Laststrom, Lastspannung und Impedanz stetig übermitteln. Aber auch Angaben zum Energieverbrauch sowie Diagnosefunktionen wie Netzspannungsschwankungen, Teillastbruch und Übertemperatur werden ausgewertet. IM BLICK: LEISTUNG, DRUCK UND TEMPERATUR Zur Differenzdruckmessung in den Power-to-Heat-Anlagen kommt der Druckmessumformer Jumo dTrans p02 Delta zum Einsatz. Dieser misst den Differenzdruck nichtaggressiver und aggressiver Gase, Dämpfe und Flüssigkeiten (- 40 bis + 85 °C). Der Druckmessumformer arbeitet nach dem piezoresistiven Messprinzip. Das Ausgangssignal ist ein eingeprägter Gleichstrom, der dem Eingangsdruck linear proportional ist. Bei Durchflussmessungen ist es möglich, das Ausgangssignal mit radizierter Kennlinie zum Eingangsdruck einzustellen. Auch die Temperatur wird bei Elwa mit Jumo-Technik überwacht. Der Sicherheitstemperaturbegrenzer Jumo safetyM STB/STW überwacht zuverlässig wärmetechnische Prozesse und versetzt die Anlagen bei Störung in den betriebssicheren Zustand. Darüber hinaus werden noch verschiedene Widerstandsthermometer, Aufbauthermostate, Microstate und der Zweikanal-Prozess- und Programmregler Jumo Dicon touch verbaut. Bei besonderen Betriebsmedien wird zur Überwachung auch das modulare Mehrkanalmessgerät für die Flüssigkeitsanalyse Jumo Aquis touch angeboten. ANWENDUNGSORIENTIERTES KONFIGURATIONSKONZEPT AUS EINER HAND Die komplette Anlagensteuerung erfolgt mit dem Mess-, Regel- und Automatisierungssystem Jumo mTron T. Modular aufgebaut, nutzt das System einen Ethernet-basierten Systembus und eine integrierte SPS. Das universell einsetzbare System überzeugt vor allen Dingen mit einem einfachen, anwendungsorientierten und benutzerfreundlichen Konfigurationskonzept. Herzstück ist eine Zentraleinheit mit einem Prozessabbild für bis zu 30 Ein-/Ausgangsmodule. Die CPU besitzt übergeordnete Kommunikationsschnittstellen inklusive Webserver. Für individuelle Steuerungsapplikationen verfügt das System über eine SPS (Codesys V3), Programmgeber- und Grenzwertüberwachungsfunktionen sowie Mathematik- und Logikmodule. Als Besonderheit sind die Registrierfunktionen eines vollwertigen Bildschirmschreibers inklusive Webserver implementiert. Alle erfassten Daten werden schließlich mithilfe der Software Jumo PCA3000 analysiert und archiviert. So konnte Jumo durch das umfassende Portfolio für die Power-to-Heat-Anlagen von Elwa eine Komplettlösung aus einer Hand anbieten, die durch die große Vielfalt der aufeinander abgestimmten Produkte überzeugte. Bilder: Aufmacher tuk69tuk – stock.adobe.com, sonstige Jumo www.jumo.com

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