INDUSTRIELLE AUTOMATION 2/2020

Nadine Hampe, Marketing

Nadine Hampe, Marketing Communications; Sunit Saran Produktmarketing; beide Phoenix Contact Power Supplies GmbH in Paderborn Grüne Welle in der Produktion Leistungsstarke Stromversorgung: hohe Anlagenverfügbarkeit bei längerer Lebensdauer Der Traum eines jeden Autofahrers: Statt vor roten Ampeln zu warten, schwimmt der Verkehr auf der grünen Welle durch die Stadt. Verbrauch und Verschleiß des Fahrzeugs sinken – Sicherheit, Effizienz und Komfort steigen. Was im Straßenverkehr oftmals noch ein Wunschtraum ist, wird für die Industrie nun Wirklichkeit. Ein 3-phasiges 40-A-Gerät, das über keinen Einschaltstrom verfügt, soll ein ungewolltes Auslösen der Vorsicherung nach kurzer Netzunterbrechung verhindern. Gerade in der industriellen Produktion kommt es darauf an, dass Maschinen und Anlagen permanent laufen. Ein ungeplanter Anlagenstillstand gefährdet zum einen den Terminplan für die Auslieferung der Produkte, und hat zum anderen erhebliche Auswirkungen auf den Ertrag. Die zahlreichen Herausforderungen, um Produktionsstraßen flüssig zu gestalten, den Energieverbrauch und die Schadstoffemissionen gering zu halten sowie die Sicherheit für Mensch und Maschine zu erhöhen, steigen stetig. Damit die Produktion störungs- und unterbrechungsfrei läuft, sind hochkomplexe Systeme erforderlich. Dabei bildet eine Stromversorgung, die exakt auf die jeweilige Applikation zugeschnitten ist, das Herzstück der Anlage. So muss die Stromversorgung in erster Linie eine auf lange Sicht hohe An lagenverfügbarkeit ermöglichen. Sollte es dennoch zu Störungen oder Fehlern in der Anlage kommen, müssen diese frühzeitig erkannt und gemeldet werden. Die 01 Unabhängig von der Umgebungstemperatur steht die Nennleistung von - 25 bis + 60 °C zur Verfügung, bei Umgebungstemperaturen > 60 °C ist für den Geräteschutz ein Derating von 2,5 %/K zu berücksichtigen 02 Hutschienen-Stromversorgung ohne Einschaltstromstoß: Bei anliegender Netzspannung (obere Kurve) startet diese mit einem Soft-Start zuverlässig auf und das Versorgungsnetz wird gleichmäßig belastet (untere Kurve) 32 INDUSTRIELLE AUTOMATION 02/2020 www.industrielle-automation.net

Produktion kann dann dementsprechend umgestellt werden – wie bei der Umleitung im Straßenverkehr. Die Stromversorgungen aus der Baureihe Quint Power von Phoenix Contact verfolgen genau dieses Ziel: eine grüne Welle für die Produktion. Anlagenerweiterung ohne Überdimensionierung Um sicher zu starten, benötigen Maschinen – wie nahezu alle elektrischen Komponenten – häufig einen hohen Strom im Einschaltmoment. Dies hat zur Folge, dass die Stromversorgung in einer Anlage fast immer etwas überdimensioniert werden muss. Eine Alternative dazu ist die neue Stromversorgung vom Typ Quint Power von Phoenix Contact. Die 3-phasige Stromversorgung mit 40 A Nennstrom bietet für den Maschinen- und Anlagenbau neuartige Funktionen, um die Verfügbarkeit einer Anlage zu erhöhen. So verfügt das neue Modell über einen dynamischen Boost, der für fünf Sekunden einen Strom von bis zu 60 A zur Verfügung stellt – und das Einschaltmoment der Maschinen auf diese Weise abfängt. Ein Überdimensionieren der Stromversorgung ist nicht mehr erforderlich. Zusätzlich liefert ein statischer Boost dauerhaft 45 A. Wird zur Erweiterung für einen längeren Zeitraum ein höherer Strom benötigt, ist auch das für die Quint Power kein Problem. Nun kommt es in der Praxis der industriellen Produktion gelegentlich vor, dass – unabhängig von den Leistungsreserven – in einem Teil der Anlage ein Fehler auftritt. Der fehlerhafte Pfad wird mit der SFB-Technologie, über die nur Stromversorgungen von Phoenix Contact verfügen, selektiv abgeschaltet. Eine Auswirkung auf parallel angeschlossene Maschinen wird auf diese Weise verhindert. Wie bei einer präventiven Meldung im Straßenverkehr liefert die Stromversorgung vom Typ Quint Power diese Fehlermeldung über ein Analog- oder auch über ein individuell einstellbares Digitalsignal. Das Signal ermöglicht einen frühzeitigen Eingriff und offeriert so eine Ausweichroute, um das anvisierte Ziel schnell zu erreichen. Sichere Versorgung – auch bei Phasenausfall Um eine dauerhaft hohe Verfügbarkeit der Anlage zu erreichen, sollte die Stromversorgung auch im Falle einer instabilen Netzversorgung stabile 24 V DC für die Maschinen liefern. Die in der Produktion vorliegende Netzversorgung – i. d. R. handelt es sich dabei um einen 3-Phasen- Anschluss – wird oftmals mit mehreren AC-Verbrauchern asymmetrisch belastet, die an unterschiedlichen Phasen angeschlossen sind. Auf diese Weise kann es in der Applikation auch zu einem Phasenausfall kommen, wodurch die Produktion möglichst nicht ins Stocken geraten soll – wie beim Ausfall einer Ampel im Straßenverkehr, denn auch dort sollte der Verkehr nicht zusammenbrechen. KOMPONENTEN UND SOFTWARE Quint Power – mehr Sicherheit durch SFB-Technologie Die kompakten Stromversorgungen der Produktfamilie Quint Power erhöhen die Anlagenverfügbarkeit durch ihre sogenannte SFB-Technologie (Selective Fuse Breaking). Mit dem 6-fachen Nennstrom für 15 ms lassen sich auch Standard- Leitungsschutzschalter zuverlässig und schnell auslösen. Fehlerhafte Strompfade werden selektiv abgeschaltet, der Fehler wird eingegrenzt und wichtige Anlagenteile bleiben in Betrieb. Eine umfassende Diagnose findet durch eine ständige Überwachung von Ausgangsspannung und -strom statt. Durch eine präventive Funktionsüberwachung werden kritische Betriebszustände visualisiert und der Steuerung gemeldet, bevor Fehler auftreten. Der Ausfall einer Phase sollte demnach keinen Einfluss auf die Produktion haben. Die 3-phasige Stromversorgung liefert auch beim Wegfall einer Phase die vollständige Leistung – und stellt so eine sichere DC-Versorgung dar. Zudem wird der Ausfall der Phase über die Signalmöglichkeiten gemeldet. Die Signalisierung dient nicht nur zur präventiven Funktionsüberwachung, sondern auch zur Fehlerlokalisierung. Ein Fehler kann auf diese Weise schnell behoben werden – bevor weitere Fehler auftreten. Anlage zuverlässig aufstarten Neben einem Phasenausfall können in der Produktion auch Netzschwankungen oder Netzunterbrechungen für Störungen sorgen. Diese machen sich dadurch bemerkbar, dass die Anlage nach einer kurzen Netzunterbrechung nicht automatisch aufstartet oder dass die Sicherung herausspringt. Die Ursache hierfür liegt im hohen Einschaltstromstoß der AC-Verbraucher, zu denen auch die Stromversorgung zählt. Ein längerer Produktionsstillstand ist die unvermeidbare Konsequenz. Mit der neuen 3-phasigen Quint Power 40 A bietet Phoenix Contact als erstes Unternehmen eine Hutschienen-Stromversorgung, die diese Herausforderung meistert. Denn das 960 W starke Gerät bietet am Eingang einen Softstart – und benötigt keinen Einschaltstromstoß mehr. Mit dieser Innovation können mehrere Stromversorgungen an einer gemeinsamen Sicherung abgesichert werden. Nach einer kurzen Netzunterbrechung startet die Anlage automatisch wieder auf, und die Produktion läuft weiter. Alle Ampeln stehen jetzt auf grün. Bilder: Aufmacher Phoenix Contact + LeManna/ shutterstock.com; sonstige Phoenix Contact www.phoenixcontact.com ControlPlex ® System CPC12 Intelligente DC 24 V- Stromverteilung und Absicherung ControlPlex ® System CPC12: die DC 24 V-Systemlösung für den Maschinen- und Anlagenbau l Maximale Anlagen- und Maschinenverfügbarkeit - durch Fehlererkennung, Transparenz und Ferndiagnose l Platzeinsparung - durch die schmale Bauform der Sicherungsautomaten und der Potentialmodule l Steigert die Flexibilität der Anlagenplanung - durch eine Vielzahl unterschiedlicher Module facebook.com/eta.germany www.e-t-a.de ©Nataliya Hora/Fotolia.com