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Das Stromversorgungssystem Sitop PSU8600 ist die erste Gleichstromversorgung mit integrierter Industrial-Ethernet-/Profinet-Schnittstelle. Bild: Siemens
Automatisierung

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Sparpotenziale erschließen

Text: Ramona Seifermann, Siemens
Fördertechnische Anlagen haben sich zu Hightech-Betrieben mit hohem Energieverbrauch entwickelt, was nicht sein muss. Denn es gibt ein Stromversorgungskonzept, das Energie spart und mit geringem Engineering-Aufwand in die Automatisierung integriert werden kann.

Hoher Automatisierungsgrad, Reduzierung des Energiebedarfs, einfache Montage sowie geringer Platzbedarf sind wesentliche Anforderungen bei der Automatisierung von fördertechnischen Anlagen. Verschiedenste Fertigungsabläufe in der Produktion sind durch moderne Fördertechnik vernetzt und somit auf ihr reibungsloses Funktionieren angewiesen.

In fördertechnischen Anlagen über 100 Kilogramm werden typischerweise AC- und pneumatische Aktoren eingesetzt, wohingegen unter 100 Kilogramm ein Einsatz von DC-Motoren sinnvoll ist. Denn während Wechselmotoren und pneumatische Aktoren einen hohen Energieverbrauch und Platzbedarf benötigen ermöglichen Gleichstromkomponenten mit ihrer Stromversorgung nicht nur eine völlige Integration in die Automatisierung, sondern auch weitere Vorteile im fördertechnischen Einsatz.

Stromversorgung mit Einsparpotenzial

Das Stromversorgungssystem Sitop PSU8600 hat eine kompakte Bauform und ist in verschiedenen Varianten erhältlich (20 A, 40 A, 4 x 5 A und 4 x 10 A). Das robuste Grundgerät hat einen dreiphasigen Weitbereichseingang von 320 bis 575 Volt mit einem Wirkungsgrad von bis zu 94 Prozent. Wenn im Einschaltmoment für die Ausgänge ein höherer Einschaltstrom erforderlich ist, ist das Basis-Grundgerät fünf Sekunden lang mit dem 1,5-fachen des Nennwerts überlastbar.

Jeder Ausgang ist zwischen 5 V und 28 V einstellbar. Das garantiert weitere Einsparpotenziale, da so keine zusätzlichen Netzgeräte für niedrigere Spannungen eingesetzt werden müssen. Als modulares System können außerdem weitere Versorgungsspannungen geliefert werden, da sich deren Spannung im Betrieb dynamisch verändern lässt und somit auf die Automatisierungsanlage individuell abgestimmt werden kann. Die Grundgeräte der Produktreihe Sitop PSU8600 sparen zudem Platz in den Schaltschränken, da sie eine schmale Baubreite von 80 mm,100 mm beziehungsweise 125 mm haben und zum Teil bereits 4 Strom überwachte Ausgänge integriert haben. Zudem lassen sich durch individuelles Ein-und Abschalten der Ausgänge beispielsweise Weichen in Fließbändern auf der Anlage umstellen – und das ohne einen digitalen Ausgang einer speicherprogrammierbaren Steuerung.

Dieses modulare Stromversorgungssystem lässt sich um bis zu sechs Zusatzmodule in beliebiger Reihenfolge erweitern. Ohne zusätzlichen Verdrahtungsaufwand wird das Grundgerät mit den anderen Zusatzmodulen mit einem Verbindungsstecker erweitert. Über diesen Stecker werden die Systemdaten sowie deren Energieversorgung übermittelt. Erweitert werden kann die Basis-Stromversorgung als Systembaukasten mit einer Anbindung von bis zu vier Erweiterungsmodulen, den sogenannten Sitop CNX8600. Dadurch können die verschiedenen Ausgänge selektiv überwacht werden. Ist einer der Abzweige fehlerhaft, so kann er selektiv abgeschaltet werden, da die Gleichstromversorgung auf die verschiedenen Verbraucherzweige aufgeteilt wird. Bei einer Störung beispielsweise durch einen Verbraucher müsste somit nicht der komplette Bandantrieb gestoppt werden.

Um kostspielige Betriebsausfälle durch Spannungsabsenkungen oder -ausfälle zu vermeiden, lassen sich die Grundgeräte und Zusatzmodule zudem weiter durch die Puffermodule Sitop BUF8600 ergänzen. Diese sind mit Elektrolytkondensatoren für bis zu 100 ms beziehungsweise 300 ms Pufferkapazität bei 40 A Volllast ausgestattet. Als Alternative stehen hier Doppelschichtkondensatoren mit bis zu 20 s Pufferkapazität bei Volllast zur Auswahl. Bei geringerem Strombedarf verlängert sich die überbrückbare Zeit entsprechend. In dieser Pufferzeit können selbst Industrie-PCs in der Förderanlage gezielt heruntergefahren oder wieder zuverlässig gestartet werden.

Mit geringem Engineering-Aufwand integrieren

Im Zuge von Industrie 4.0 gewinnt auch die in eine Förderanlage integrierte Kommunikation an Bedeutung. Das Stromversorgungssystem Sitop PSU 8600 hat hierfür zwei Industrial-Ethernet/Profinet-Ports an den Grundgeräten, über die umfangreiche Betriebs- und Diagnosedaten sowie der Gerätestatus und die Netzwerkverbindung überwacht und über Profinet weitergegeben werden können. Sogar Inbetriebnahme oder Service kann über einen Webserver mit mobilen Geräten realisiert werden. Durch diese integrierte Kommunikation ist es möglich, Daten im Betrieb auszuwerten. Störungen können so frühzeitig erkannt und beseitigt werden.

Hinzu kommt, dass mit Totally Integrated Automation (TIA), einem Konzept von Siemens, moderne Fördertechnik mit einem vollautomatisierten Materialfluss aufgebaut werden kann, in dem das Engineering der Maschinen im Anlagenkonzept der Fördertechnik eine bedeutende Stellung einnimmt. Das Engineering des modularen Stromversorgungssystems erfolgt ebenfalls über Totally Integrated Automation im Engineering Framework TIA Portal. In diesem Portal lässt sich die gesamte Konfiguration der Stromversorgung wie beispielsweise die Einrichtung der Netzwerkverbindung über Profinet erledigen. Mit gegebener Kommunikationsfähigkeit und Profinet-Schnittstelle zu den Geräten kann das Stromversorgungssystem in Automatisierungslösungen integriert werden. Dabei sorgen maßgeschneiderte Faceplates für geringeren Engineering-Aufwand, was Zeit und Kosten spart. Die Bildbausteine gibt es für das Bedienen und Beobachten mit Simatic Panels und Simatic WinCC.

Verbraucher bedarfsgerecht versorgen

Die Planung und Umsetzung von Energiemanagement spielt in fast allen Industriebereichen, so auch in der Fördertechnik eine bedeutende Rolle. Verstärkt setzen Unternehmen deshalb auf eine bedarfsgerechte Versorgung der Verbraucher, um auch hier zentrale Energieflüsse zu steuern. An diese Anforderungen richtet sich das Energiemanagement im modularen Stromversorgungssystem PSU8600. Mit ihm können die Energiedaten der einzelnen Ausgänge erfasst werden. Das Profienergy-Profil ermöglicht außerdem ein individuelles Ein- und Ausschalten der Geräteausgänge, und das Energiemanagementsystem lässt sich direkt einbinden. Damit kann beispielsweise in Pausenzeiten durch Abschalten von Verbraucher Energie eingespart werden.

Egal, ob es um Integration, Effizienz oder Zuverlässigkeit geht, mit dem Stromversorgungssystem Sitop PSU8600 werden all diese Anforderungen mit nur einem Produkt erfüllt. Nicht nur die Planung der Anlage, sondern auch das Engineering, die Implementierung und der Service werden erleichtert. Für Anlagenbetreiber wird das Stromversorgungskonzept hinsichtlich Integration in die Fördertechnik einfacher.

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