18.11.2020

Absicherung der 24VDC-Stromverteilung im Maschinen- und Anlagenbau

Smart von Beginn an

Warum könnte es sinnvoll sein, das Konzept der Stromverteilung zu ändern, obwohl es schon seit vielen Jahren so gemacht wird und funktioniert? Dafür gibt es viele Gründe, sowohl bei der Beschaffung, der Inbetriebnahme als auch im späteren Betrieb einer Maschine oder Anlage. Ein modernes System soll nicht nur absichern, sondern auch detaillierte Informationen über den Status einzelner Lastkreise geben oder sich im Auslösefall aus der Ferne quittieren lassen. Mit solch erweiterter Funktionalität wird aus einem Stromverteilungssystem ein intelligentes System sowohl für den Maschinen- als auch den Anlagenbau.


Die Anbindung an unterschiedliche Feldbusanbindungen machen die 24VDC-Stromverteilung und Absicherung transparent.
Bild: E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbH

Die Vorteile eines modernen Stromverteilungssystems beginnen bereits bei der Montage und der Verdrahtung. Verwende ich Leitungsschutzschalter für mein Stromverteilungssystem, muss ich Hilfskontakte anbringen, eine Stromschiene und Drahtbrücken für die Hilfskontakte setzen sowie die Hilfskontakte auf die Eingänge der SPS verdrahten. Bei einem Stromverteilungssystem mit kommunikativem Überstromschutz, wie dem ControlPlex System CPC12, werden die Komponenten auf der Hutschiene ohne zusätzliches Zubehör aneinandergereiht. Es wird lediglich die Einspeisung verdrahtet und der Feldbus angeschlossen. Die Kosten der beiden Stromverteilungssysteme sind bei der Betrachtung aller Kosten oft gar nicht so unterschiedlich. Meist zieht man einen Kanal-Preis als Vergleich heran. Hier vergleicht der Beschaffer, indem er den Preis eines Leitungsschutzschalters samt den Gesamtkosten des Verteilungssystems durch die Anzahl der Kanäle teilt. Die anfallenden Kosten für Hilfskontakt, SPS-Eingänge und Verdrahtungsaufwand fallen aber nicht unter Berücksichtigung. Da viele der zusätzlichen Informationen, die ein kommunikatives System liefert, erst danach zum Tragen kommen, werden diese bei der Anschaffung meist auch nicht bedacht.

Kommunikationsfähigkeit spart Folgekosten

Der eigentliche Vorteil beginnt aber erst bei der Inbetriebnahme einer Maschine oder Anlage mit einem kommunikativen Stromverteilungssystem. Das ControlPlex System CPC12 hat einen integrierten Webserver an Board. Dieser zeigt alle Informationen, die das System zur Verfügung stellt, bereits beim ersten Versorgen mit Spannung an. Er lässt sich in Betrieb nehmen, ohne dass in der SPS bereits ein Programm läuft. Der Webserver zeigt den Nennstrom und den aktuellen Laststrom für jeden Kanal einzeln an. So sieht man auch ohne ein zusätzliches Messgerät, ob das geplante mit dem tatsächlich Angezeigten übereinstimmt. Gelegentlich kommen während der Planung noch Änderungen dazu, die beim Anpassen des Überstromschutzes übersehen werden. Dies fällt sofort auf und ist schnell und ohne langes Suchen anpassbar. Da das Gerät die Eingangsspannung und den Gesamtstrom ermittelt und anzeigt, hat der Betreiber auch grundlegende Informationen über das Schaltnetzteil. Beispielsweise darüber, ob es bereits an der Grenze betrieben wird oder ob noch genügend Reserven vorhanden sind. Dies wird vor allem dann interessant, wenn erweitert werden soll. Einmal konfiguriert, lässt sich diese System-Konfiguration abspeichern und bei einem Nachbau oder identischen System direkt wieder einspielen. Der größte Nutzen kommt beim Betrieb der Maschine oder Anlage zum Tragen. Natürlich ist es am besten, wenn man vom Überstromschutz nichts hört und sieht, denn dann läuft die Maschine bzw. Anlage einwandfrei. Aber auch hier ist es durch eine einstellbare Vorwarnschwelle möglich, Veränderungen zu melden, bevor eine Auslösung zum Stillstand führt. Die Messwerte können an eine Cloud gesendet werden. Sie sind, zusätzlich zu anderen Informationen, ein wichtiger Teil für die vorbeugende Instandhaltung.

Informationen aus der Ferne abrufbar

Gelegentlich kommt es doch zur Auslösung eines Schutzschalters. Ältere Systeme haben meist nur eine Sammelmeldung ausgegeben. Im besseren Fall gab es eine Einzelsignalisierung und der Betreiber wusste, was der Auslöser war. Jedoch ohne Vorwarnung und ohne Unterscheidung, warum das System ausgelöst hat. Die Fehlersuche beginnt mit dem Versuch, den Sicherungsautomaten einfach wieder einzuschalten. Im günstigsten Fall handelt es sich um eine Maschine oder Anlage mit nur einem Schaltschrank, in dem sich die komplette Stromverteilung befindet. Gibt es aber mehrere Stromverteiler, die unter Umständen ungünstig platziert sind, gestaltet sich das Ganze schon schwieriger. Hier kann das ControlPlex System CPC12 einen weiteren Vorteil bringen, da alle Informationen aus der Ferne abrufbar sind. Da das System zwischen Überlast und Kurzschluss unterscheidet, kann der Betreiber überlegen, ob ein Fern-Reset sinnvoll wäre oder ob er jemanden mit der Störungsbeseitigung beauftragt.

Fazit

Ein modernes Stromverteilungssystem ist nicht nur ein Stromverteilungssystem. Es liefert im Zuge von Industrie 4.0 seinen Beitrag, um die Maschinen und Anlagenverfügbarkeit zu steigern. Es gibt immer weniger Fachpersonal, aber die Maschinen und Anlagen sollen laufen. Das wird sich nur schwer bewältigen lassen, ohne neue Wege einzuschlagen, die die Maschinen- und Anlagenbediener dabei unterstützen.

Anzeige