Erschienen am: 29.10.2018, Ausgabe SPS-MAGAZIN 11 2018

Mehr Transparenz für lastseitige DC 24V-Stromversorgungen

Erleichterte Fehlersuche

Das intelligente ControlPlex System liefert Transparenz über die lastseitige DC 24V-Stromversorgung. Es erfasst sowie analysiert die wesentlichen Messwerte und überträgt diese über Profinet sowie mit Hilfe von OPC UA und MQTT an übergeordnete Systeme. Diese Funktionen ermöglichen eine permanente Datenerfassung und einen Vergleich der gespeicherten Informationen. Abzeichnende Störungen lassen sich dadurch frühzeitig erkennen und durch ein gezieltes Eingreifen vermeiden.


In der Kombination CPC20, ESX60D und Modul18plus sorgt der Anwender für perfekte Transparenz im DC 24 V Bereich.
Bild: E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbH

Der Buscontroller CPC20PN unterstützt, in Kombination mit dem elektronischen Sicherungsautomaten ESX60D und dem kommunikativen ControlPlex Modul 18plus, die steigenden Anforderungen des Anlagenbaus. Das System erfasst alle Daten der lastseitigen DC 24V-Stromversorgung. Diese werden analysiert und an die übergeordneten Systeme weitergeleitet. Durch die Ethernet basierten Schnittstellen erfolgt dies sowohl über Profinet als auch über OPC UA und MQTT an übergeordnete Systeme. Ein direkter Zugriff erfolgt darüber hinaus über den integrierten Webserver des Buscontrollers. Dies ermöglicht eine durchgängige Datenverfügbarkeit über die unterschiedlichen Ebenen der Steuerungspyramide und das weltweit.

Transparenter Sicherungsautomat

Standardmäßige Sicherungsautomaten sind teilweise mit Hilfskontakten ausgestattet. Die von diesen Geräten zur Verfügung gestellten Informationen beschränken sich somit bisher auf ein binäres Signal, welches in der Regel direkt mit einem SPS-Eingang verbunden ist. Schaltet das Bedienpersonal den Sicherungsautomat vor Ort aus oder löst der Sicherungsautomat aufgrund eines Fehlers aus, geht diese Statusmeldung an die Steuerung weiter. Tiefergehende Informationen zum Auslösegrund sind dabei nicht vorhanden. Die fehlenden Informationen bieten dem Wartungspersonal natürlich so gut wie keine Möglichkeiten zu einer zielgerichteten Fehlersuche. Der Grund der Auslösung ist nicht bekannt und bleibt somit im Dunkeln. Dies ändert das neue ControlPlex CPC20 System, das für eine umfassende Transparenz. im Bereich der DC 24V-Stromversorgung sorgt. Der elektronische Sicherungsautomat ESX60D erfasst kontinuierlich den Laststrom und leitet diesen an den Buscontroller CPC20 und somit an die übergeordneten Systeme weiter. Steigt der Laststrom eines Verbrauchers an, so wird diese Veränderung des Verhaltens festgestellt. Wird ein vorher definierter Grenzwert überschritten, erzeugt das System eine Warnmeldung. Dieses ermöglicht dem Wartungspersonal, frühzeitig Fehlentwicklungen zu erkennen und Gegenmaßnahmen zu ergreifen. Kommt es zu einer Auslösung des elektronischen Sicherungsautomaten, analysiert dieser den Auslösegrund und meldet diesen an das Wartungspersonal weiter. Diese Information erleichtert die anschließende Fehlersuche. Bei einem Kurzschluss beginnt die Fehlersuche direkt hinter dem Sicherungsautomaten. Oftmals führen Beschädigungen der Leitung zu Kurzschlüssen und den entsprechenden Abschaltungen. Wurde der Verbraucher allerdings aufgrund einer Überlast abgeschaltet, so beginnt die Fehlersuche am Verbraucher. Aufgrund dieser zusätzlichen Information, die bei Standardgeräten nicht verfügbar ist, kann das Wartungspersonal gezielt mit der Fehlersuche beginnen. Dadurch ist eine schnelle Fehlererkennung und rasche Wiederinbetriebnahme der Anlage möglich.

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Intelligente Absicherung

Diesen Mehrwert an Transparenz und Messdatenerfassung liefert der elektronische Sicherungsautomat ESX60D. Seine kompakte Bauform ermöglicht die Versorgung von zwei Kanälen auf einer Breite von 12,5mm. Die schmale Bauform spart Platz im Schaltschrank und bietet, aufgrund des modularen Aufbaus, trotzdem einen klaren Überblick über die lastseitige DC 24V-Stromversorgung. Der Sicherungsautomat verfügt über eine permanente Messdatenerfassung. Neben dem Laststrom wird die Eingangs- sowie Lastspannung, die Temperatur des Gerätes und der Status erfasst und übertragen. Das erhöht die Transparenz der Anlage und verringert die Stillstandszeiten. Die Statusmeldungen umfassen neben dem Gerätestatus (z.B. eingeschaltet, ausgeschaltet, ausgelöst) auch die Anzahl der Auslösungen und den bereits beschriebenen Auslösegrund. Das Gerät ist komplett parametrierbar. Der Nennstrom des Gerätes lässt sich im Bereich von 1 bis 10A ganzzahlig parametrieren. Dies verringert die Lagerhaltung auf nur einen einzigen Gerätetypen. Bei einem Gerätetausch geht das neue Gerät automatisch mit den alten Parametern in Betrieb. Eine aufwändige nachträgliche Parametrierung entfällt. Der ESX60D verfügt darüber hinaus über eine aktive Strombegrenzung. Im Fall z.B. eines Kurzschlusses begrenzt der elektronische Sicherungsautomat den Kurzschlussstrom auf das 1,4-fache des Nennstroms. Dadurch schützt er das Netzteil gegen eine mögliche Überlastung und gewährleistet die weitere Versorgung der angeschlossenen Verbraucher.

Flexible Stromverteilung

Der ESX60D ist auf das modulare ControlPlex Modul 18plus steckbar. Die Steckbarkeit erfüllt die Anforderungen der Prozessindustrie und des Anlagenbaus nach einer kontinuierlichen Stromversorgung aller Anlagenbereiche - auch bei Änderungen in einzelnen Bereichen. Durch den modularen Aufbau ist es möglich, das Stromverteilungssystem speziell auf die Anforderungen der Anlage anzupassen. Die Stromversorgung der einzelnen Sicherungsautomaten erfolgt über das Einspeisemodul an nur einer zentralen Stelle. Eine redundante Einspeisung über ein zweites Modul auf der anderen Seite des Systems ist ebenfalls möglich. Das System kann bis zu 80A verteilen und findet auch bei größeren Anlagen Verwendung. Die Anschlussmodule sind mit Push-in Klemmen ausgestattet. Diese vereinfachen den Anschluss der Leitungen und reduzieren den Verdrahtungsaufwand. Die klare Zuordnung der Sicherungsautomaten zu den Abgangsklemmen der Anschlussmodule erhöht zudem die Übersichtlichkeit der DC 24V-Stromverteilung.

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