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Intelligenz ist Sache der Stromverteilung

ControlPlex Board
Intelligenz ist Sache der Stromverteilung

Geschwindigkeit und Flexibilität im Dienste der Anlagenverfügbarkeit zählen. Deshalb sind in der gesamten Steuerungs- und Feldebene die Punkte Diagnosefähigkeit und Fernwartbarkeit so wichtig. Folglich müssen diese intelligenten Systeme über eine direkte Anbindung an die industriellen Kommunikationsplattformen verfügen.

Der Autor: Erich Fischer, Leiter Sparte Industry, Energy & Equipment bei E-T-A, Altdorf

Der Stromverteiler ControlPlex Board besteht aus mehreren Einzelkomponenten. Dies ist zum einen das Power Board Typ SVS201-PWR mit max. 40 A Nennstrom für acht bis 24 Steckplätze. Hier eingesteckt werden die elektronischen Sicherungsautomaten vom Typ ESX50D-S. Vervollständigt wird der ControlPlex Board durch ein Kommunikations-Modul für Hutschienenmontage. Die Stromverteiler lassen sich kaskadieren und mit Hilfe des Kommunikations-Modul auf vier Stränge mit jeweils 24 Steckplätzen, also auf bis zu 96 Steckplätzen erweitern. Damit lassen sich auch komplexe Anlagen versorgen und absichern.
DC-24 V-Überstromschutz in zwei Varianten
Im Zentrum des Gesamtsystems stehen die elektronischen Sicherungsautomaten vom Typ ESX50D-S. Diese Geräte sind steckbar und in zwei verschiedenen Varianten verfügbar: Die Nennstromeinstellung lässt sich entweder per Software vornehmen. Oder in der anderen Variante durch eine „Offline“-Nennstromeinstellung direkt am Gerät über Wahlschalter 1 A bis 10 A. Egal, welche Version im Einsatz ist, eine mehrfarbige LED (grün/gelb/rot) gibt jedes Mal den Betriebszustand des Lastkreises an. Welche Steuerungskomponenten der DC-24-V- Ebene auch abgesichert werden sollen, der elektronische Sicherungsautomat vom Typ ESX50D ist ein Allrounder. Er bietet eine einzige Abschaltkennlinie für alle Lastarten wie Lampenlast, kapazitive Last bis 40 000 µF oder kleine DC-Motoren.
Die integrierte Application-CPU des CPC-Controllers ist dabei stets auf dem aktuellsten Stand, denn DC-24-V-Systemspannung, Laststrom, Lastspannung sowie alle Grenzwerte werden direkt dorthin übertragen. Technisch erfolgt die Weiterleitung dieser Werte via Profinet oder Profibus. In Vorbereitung sind auch Ethernet/IP und Modbus.
Ebenfalls Teil der weitergegebenen Statusmeldungen ist die Information pro Kanal, ob Überlast oder Kurzschluss vorliegen. Auf diese Weise hat das Steuerungspersonal zu jeder Zeit den kompletten Überblick. Da die Hardware-Adressierungen der SVS201-Steckplätze ab Werk bereits fest implementiert ist, erlaubt das Gerät sowohl echtes Plug & Play wie auch einen Hot-Plug. Dies erleichtert die schnelle Implementierung des Gesamtsystems beim Schaltschrankbau oder in der laufenden Produktion. Die permanente Schutzschalter-Funktion ist dabei stets gewährleistet, da der ESX50D-S immer autark als Überstromschutz arbeitet – auch ohne Anschluss an die Kommunikations-Schnittstellen.
Energieeffizienz rauf, Energiekosten runter
Speziell für das Energiemanagement von Maschinen und Anlagen ist die gezielte Abschaltung nicht benötigter Verbraucher und Anlagenteile von großer Bedeutung. Zentrale Kriterien sind hier die Fernsteuerbarkeit „On/Off“ bzw. „Reset“ des einzelnen DC-24-V-Lastkreises sowie die Einstellung von Einschaltverzögerung und Abschaltsequenzen per Software. So lassen sich Aktoren und Sensoren strombegrenzt und auf Wunsch sequenziell wiedereinschalten. Dies schont die Stromversorgung. Auch die Zerstörung von Komponenten beim Einschalten lässt sich damit verhindern. Denn das System sorgt für eine sehr schonende Aufladung der Eingangselkos von DC-24-V-Verbrauchern mit Konstant-Strom. ControlPlex unterstützt auf diese Weise eine sinnvolle Steuerung des Energieverbrauches sowohl im Betrieb als auch bei geplanten oder ungeplanten Stillständen in der Anlage.
Condition Monitoring inklusive
Die kontinuierliche Analyse der Lastströme und Lastspannung ist nun auch in der DC-24-V-Ebene möglich. Dies kann der Anwender künftig für das Energieverbrauchsverhalten von Maschinen und Anlagen zielgerichtet nutzen. Vor allem im Hinblick auf die der Einführung eine Energiemanagementsystems nach ISO 50001 und der kontinuierlichen Energiedatenerfassung spielt dies eine wichtige Rolle. Mit ControlPlex ist der Anwender einer möglichen Fehlfunktion auf der DC-24-V-Ebene schon auf der Spur, bevor diese zu einem ungeplanten Fertigungsstillstand führt.
Software sorgt für Überblick
Die mitgelieferte ControlPlex-Software gewährleistet eine übersichtliche Darstellung der Hardware-Konfiguration bei Inbetriebnahme, Wartung oder Erweiterung über die entsprechenden Visualisierungstools der Steuerung.
Alle Einstellungen wie Nennstrom 1 A bis 10 A, Grenzwertschwellen für den Laststrom, Einschaltsequenzen usw. werden intern in der Application-CPU und in der SPS abgespeichert. Diese Eigenschaften gewährleisten eine integrierte Dokumentation von der Planung bis zum Abnahme-Protokoll der Maschine oder Anlage. Gleichzeitig erfolgt für jeden Steckplatz die Parametrierung von Nennstrom, Einschaltverhalten und Einschaltverzögerung sowie Grenzwerteinstellung für Laststrom.
Ein Fehlerspeicher zeigt den Grund der Überstromauslösung (Kurzschluss oder Überlast) an, was für die Instandhaltung eine wertvolle Info bei der Fehlersuche bedeutet. Zusätzlich werden alle Messdaten des jeweiligen Lastkreises (Strom, Spannung), die Systemspannung und auch die interne Gerätetemperatur angezeigt und an die Application-CPU übertragen. Diese Werte werden über die integrierte USB-Schnittstelle und über externe Kommunikations-Schnittstelle (z.B. Profinet, Profibus etc.) weiterverarbeitet, um beispielweise im Probelauf einer Maschine eine repräsentative Leistungsbilanz der DC-24-V-Stromkreise zu erhalten.
Auswerten leicht gemacht
Der im System integrierte Historienspeicher für Ausgangsspannung und Laststrom bietet nach einer Überstromabschaltung dem Service-Techniker eine wertvolle Unterstützung für die schnelle Fehlerlokalisierung und den zielgerichteten Neuanlauf der Anlage. Es werden quasi Oszilloskop-Bilder an die SPS oder die USB-Schnittstelle übergeben. Auf dieser Basis erfolgt eine Anleitung für eine zielgerichtete Fehlersuche der Instandhaltung in Zukunft direkt, einfach und verständlich. I

Info & Kontakt

E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbH Erich Fischer, Leiter Sparte Industry, Energy & Equipment Tel.: 09187 10-207 erich.fischer@e-t-a.de www.e-t-a.de
Detaillierte Informationen zur intelligenten Stromverteilung
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