Sicher abschalten und mehr

Kompaktleistungsschalter schützen Leitungen, Geräte und Anlagen und somit die komplette Energieverteilung vor elektrisch verursachten Schäden. Die kommunikationsfähigen Kompaktleistungsschalter der Baureihe 3VA2 von Siemens lassen sich jetzt auch als Informationssystem für Strom, Spannung und Energiewerte nutzen. Deshalb können diese Daten nun in übergeordnete Energiemanagement- oder Automatisierungssysteme übernommen und dort verarbeitet werden.

Der Autor: Werner Becherer, Siemens AG, Energy Management, Nürnberg

Kompaktleistungsschalter zählen heute zu den wichtigsten Schutzkomponenten. Mehr als 30 Millionen werden schätzungsweise weltweit jährlich verbaut, in großen Wohn- und Zweckgebäuden ebenso wie in industriellen Fertigungsstätten. Sie schützen Leitungen, Geräte und Anlagen vor elektrisch verursachten Schäden und Ausfällen, indem sie den Strom bei Störungen wie Kurzschluss oder Überlast sicher abschalten. Neue technische Möglichkeiten prädestinieren Kompaktleistungsschalter aber auch für immer mehr andere betriebsrelevante Aufgaben, zum Beispiel für die Erfassung von Energiedaten. Sie tragen damit wesentlich zu einer hohen Transparenz über alle Verbrauchswerte und Anlagenzustände bei, wie sie effiziente, sichere Prozesse in automatisierten Umgebungen erfordern. Die Voraussetzung dafür bilden Schnittstellen, über die die Komponenten kommunizieren können.

Kompaktleistungsschalter in automatisierten Umgebungen

Kommunikationsfähige Kompaktleistungsschalter können als eigenständige, unabhängige Informationslieferanten eingesetzt werden. Besondere Wirkung entfalten sie jedoch, wenn die Daten in übergeordneten Systemen genutzt und verarbeitet werden können. Das gilt sowohl für die Produktions- als auch für die Gebäudeautoma- tisierung.

Automatisierte Fertigungsprozesse zeichnen sich durch einen hohen Energiebedarf aus. Daher ist es naheliegend, die Energiedaten und den Status der Energieverteilung in die bestehenden Systeme einzubinden. Schutzgeräte und Geräte zur Erfassung von Energiedaten spielen in diesem Zusammenhang eine wesentliche Rolle. Siemens reagiert darauf mit seinem Automatisierungskonzept Totally Integrated Automation (TIA). Es integriert zum einen Geräte zum Steuern und Regeln der elektrischen Energie wie beispielsweise Frequenzumrichter, Motormanagementsysteme und Softstarter. Zum anderen aber auch Schutzgeräte wie Leistungsschalter und Energiemessgeräte für Energieverteilung und Verbraucher.

Hohe Datentransparenz und Informationsdichte

Entsprechend integriert liefern kommunikationsfähige Kompaktleistungsschalter wertvolle Daten aus den Energieverteilungsanlagen an die übergeordneten Automationssysteme. Dort sind dann jederzeit aktuelle Messwerte für Strom, Spannung und Energie verfügbar. Außerdem ist ein permanenter Überblick über Schalterzustände (Ein – Aus – Ausgelöst) sowie über alle Status-, Fehler- und Alarmmeldungen gewährleistet. Auch Informationen zu Wartung, Diagnose und Störungslokalisierung lassen sich über das System abrufen. So sind zum Beispiel Fehlerströme und drohende Überlastzustände schon so frühzeitig erkennbar, dass bereits vor einer echten Störung Gegenmaßnahmen ergriffen werden können.

Die Datentransparenz bei der Erfassung des Stromverbrauchs ermöglicht außerdem eine Reduzierung von Lastspitzen sowie die Definition von Einsparpotenzialen. Damit können Unternehmen beispielsweise auch die Norm DIN EN ISO 50001 erfüllen, die darauf ausgelegt ist, industrielle Anwender beim Aufbau eines systematischen Energiemanagements zu unterstützen. Die technische Voraussetzung dafür schafft ein Energiemonitoringsystem, das softwarebasiert und mithilfe von Messgeräten die Energieströme des Unternehmens in allen Produktionsbereichen und Anlagen erfasst.

Technische Voraussetzungen

Damit sich Kompaktleistungsschalter in dieser Form in Automatisierungs- und Monitoring-Umgebungen integrieren lassen, müssen sie kommunikationsfähig sein. Genauer: kommunikationsfähig über Standardprotokolle. Die neuen Kompaktleistungsschalter der Baureihe 3VA2 von Siemens erfüllen diese Anforderung mit speziellen elektronischen Überstromauslösern (ETU). In die ETUs der sogenannten 8er-Reihe ist unter anderem eine Messfunktion zur Erfassung von Strom, Spannung und Energie integriert. Ist ausschließlich die Erfassung von Strom erforderlich, sind ETUs der 5er-Reihe die optimale Lösung. Auch Schalterzustand, Grenzwerte und Wartungsinformationen können über die ETU erfasst und über Kommunikationsmodule, sogenannte Datenkonzentratoren, an übergeordnete Systeme weitergeleitet werden. Der Datentransfer erfolgt über die gängigen Bussysteme Profibus, Profinet und Ethernet (Modbus TCP).

Die kommunikationsfähigen Kompaktleistungsschalter 3VA sind Bestandteil des Sentron-Portfolios für die Niederspannungs-Energieverteilung. Mit zwei Baureihen deckt die Kompaktleistungsschalter-Reihe ein breites Einsatzspektrum von Standardanwendungen im Gebäude bis hin zu anspruchsvollen industriellen Anwendungen ab. Die Baureihe 3VA2, die auch die kommunikationsfähigen Komponenten umfasst, ist für Anwendungen mit erhöhten technischen Anforderungen und einem Bemessungsstrom bis zu 630 A ausgelegt. Die Kompaktleistungsschalter der Baureihe 3VA1 sind dagegen mit einem Bemessungsstrom bis 160 A verfügbar und erfüllen alle Standardaufgaben im Anlagenschutz. Aufgrund der besonders kompakten Bauform sind die Kompaktleistungsschalter prädestiniert für den Einsatz in Installationsverteilern und im Maschinenbau.

Mit mehr als 500 Zubehörteilen für die Baureihen 3VA1 und 3VA2 können die Schalter bedarfsgerecht konfiguriert und modular um rund 70 Funktionen erweitert werden. Die unterschiedlichsten Aufgaben lassen sich damit erfüllen. I