Phoenix Contact Deutschland GmbH

Um wie im Straßenverkehr auf der grünen Welle zu reiten, sind Stromversorgungen im Industrieumfeld unabdingbar.

Bild: Pixabay, arembowski

Hoher Wirkungsgrad bei langer Lebensdauer Alles grün bei der Stromversorgung

28.02.2020

Der Traum eines jeden Autofahrers: Statt vor jeder roten Ampel zu warten, schwimmt der Verkehr auf der grünen Welle durch die Stadt. Verbrauch und Verschleiß des Fahrzeugs sinken. Sicherheit, Effizienz und Komfort steigen. Was im Straßenverkehr oftmals noch ein Wunschtraum ist, wird mit einer neuen Stromversorgung für die Industrie nun Wirklichkeit.

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Gerade in der industriellen Produktion kommt es darauf an, dass Maschinen und Anlagen permanent laufen. Ein ungeplanter Anlagenstillstand gefährdet zum einen den Terminplan für die Auslieferung der Produkte und hat zum anderen erhebliche Auswirkungen auf den Ertrag. Die zahlreichen und oft schwierigen Herausforderungen, um Produktionsstraßen flüssig zu gestalten, den Energieverbrauch und die Schadstoffemissionen gering zu halten sowie die Sicherheit für Mensch und Maschine zu erhöhen, steigen stetig.

Damit die Produktion störungs- und unterbrechungsfrei läuft, sind hochkomplexe Systeme erforderlich. Dabei bildet eine Stromversorgung, die exakt auf die jeweilige Applikation zugeschnitten ist, das Herzstück der Anlage.

So muss die Stromversorgung in erster Linie eine auf lange Sicht hohe Anlagenverfügbarkeit ermöglichen. Sollte es dennoch zu Störungen oder Fehlern in der Anlage kommen, müssen diese frühzeitig erkannt und gemeldet werden. Die Produktion kann dann dementsprechend umgestellt werden – wie bei der Umleitung im Straßenverkehr. Die Stromversorgungen aus der Baureihe Quint Power von Phoenix Contact verfolgen genau dieses Ziel: eine grüne Welle für die Produktion.

Anlagenerweiterung ohne Überdimensionierung

Um sicher zu starten, benötigen Maschinen – wie nahezu alle elektrischen Komponenten – häufig einen hohen Strom im Einschaltmoment. Dies hat zur Folge, dass die Stromversorgung in einer Anlage fast immer etwas überdimensioniert werden muss.

Eine Alternative dazu ist die Stromversorgung vom Typ Quint Power. Die dreiphasige Stromversorgung mit 40 A Nennstrom bietet für den Maschinen- und Anlagenbau neuartige Funktionen, um die Verfügbarkeit einer Anlage zu erhöhen. So verfügt das neue Modell über einen dynamischen Boost, der für fünf Sekunden einen Strom von bis zu 60 A zur Verfügung stellt – und das Einschaltmoment der Maschinen auf diese Weise abfängt. Ein Überdimensionieren der Stromversorgung ist nicht mehr erforderlich.

Zusätzlich liefert ein statischer Boost dauerhaft 45 A. Wird zur Erweiterung für einen längeren Zeitraum ein höherer Strom benötigt, ist auch das für die Quint Power kein Problem.

Nun kommt es in der Praxis der industriellen Produktion gelegentlich vor, dass – unabhängig von den Leistungsreserven – in einem Teil der Anlage ein Fehler auftritt. Der fehlerhafte Pfad wird mit der SFB-Technologie (Selective Fuse Breaking), über die nur Stromversorgungen von Phoenix Contact verfügen, selektiv abgeschaltet. Eine Auswirkung auf parallel angeschlossene Maschinen wird auf diese Weise verhindert.

Wie bei einer präventiven Meldung im Straßenverkehr liefert die Stromversorgung Quint Power diese Fehlermeldung über ein Analog- oder auch über ein individuell einstellbares Digitalsignal. Das Signal ermöglicht einen frühzeitigen Eingriff in das Gesamtsystem und offeriert so eine Ausweichroute, um das anvisierte Ziel schnell zu erreichen.

Sichere Versorgung auch bei einem Phasenausfall

Um eine dauerhaft hohe Verfügbarkeit der Anlage zu erreichen, sollte die Stromversorgung auch im Falle einer instabilen Netzversorgung stabile 24 VDC für die Maschinen liefern. Die in der Produktion vorliegende Netzversorgung – in der Regel handelt es sich dabei um einen Drei-Phasen-Anschluss – wird oftmals mit mehreren AC-Verbrauchern asymmetrisch belastet, die an unterschiedlichen Phasen angeschlossen sind.

Auf diese Weise kann es in der Applikation auch zu einem Phasenausfall kommen, wodurch die Produktion aber möglichst nicht ins Stocken geraten soll – wie beim Ausfall einer Ampel im Straßenverkehr. Denn auch dort sollte der Verkehr ja nicht sofort zusammenbrechen.

Der Ausfall einer Phase sollte also keinen Einfluss auf die laufende Produktion haben. Die dreiphasige Stromversorgung Quint Power mit 40 A liefert auch beim Wegfall einer Phase die vollständige Leistung – und stellt so eine sichere DC-Versorgung dar. Zudem wird der Ausfall der Phase über die Signalmöglichkeiten gemeldet. Die Signalisierung dient nicht nur zur präventiven Funktionsüberwachung, sondern auch zur Fehlerlokalisierung. Ein Fehler kann auf diese Weise schnell behoben werden, bevor weitere Fehler auftreten.

Anlage zuverlässig nach Störung aufstarten

Neben einem Phasenausfall können in der Produktion auch Netzschwankungen oder Netzunterbrechungen für Störungen sorgen. Diese machen sich dadurch bemerkbar, dass die Anlage nach einer kurzen Netzunterbrechung nicht automatisch aufstartet oder dass die Sicherung herausspringt.

Die Ursache hierfür liegt im hohen Einschaltstromstoß der AC-Verbraucher, zu denen auch die Stromversorgung zählt. Ein längerer Produktionsstillstand ist die unvermeidbare Konsequenz.

Mit der neuen Quint Power bietet Phoenix Contact als erstes Unternehmen eine Hutschienen-Stromversorgung, die diese Herausforderung bewältigt. Denn das 960 W starke Gerät bietet auf der Eingangsseite einen Softstart und benötigt keinen Einschaltstromstoß mehr. Mit dieser Innovation können mehrere Stromversorgungen an einer gemeinsamen Sicherung abgesichert werden.

Nach einer kurzen Netzunterbrechung startet die Anlage automatisch wieder auf, und die Produktion läuft weiter. Die Verfügbarkeit der Anlage ist somit gegeben – alle Ampeln stehen jetzt auf grün.

Mehr Sicherheit durch intelligente SFB-Technologie

Die kompakten Stromversorgungen der Produktfamilie Quint Power erhöhen die Anlagenverfügbarkeit durch SFB-Technologie. Mit dem sechsfachen Nennstrom für 15 ms lassen sich auch Standard-Leitungsschutzschalter zuverlässig und schnell auslösen. Fehlerhafte Strompfade werden selektiv abgeschaltet, der Fehler wird eingegrenzt und wichtige Anlagenteile bleiben in Betrieb.

Eine umfassende Diagnose erfolgt durch ständige Überwachung von Ausgangsspannung und -strom. Diese präventive Funktionsüberwachung visualisiert kritische Betriebszustände und meldet sie bei der Steuerung, bevor Fehler auftreten.

Fazit

Grüne Welle in der Produktion – die Quint-Power-Stromversorgung mit 40 A sorgt für zahlreiche positive Effekte in Bezug auf Umwelt, Timing und Kosteneffizienz. Neben einer hohen Verfügbarkeit und einer frühzeitigen Fehlererkennung und -meldung spielt auch die längere Lebensdauer eine wichtige Rolle. So bietet laut Hersteller die dreiphasige Quint Power mit 40 A durch ein ausgewogenes Kühlprinzip die längste Lebensdauer in ihrer Leistungsklasse.

Bildergalerie

  • Grüne Welle in der Produktion: Quint-Power-Stromversorgungen gewährleisten eine hohe Anlagenverfügbarkeit.

    Bild: Phoenix Contact

  • Voller Nennstrom auch bei Phasenausfall: Unabhängig von der Umgebungstemperatur steht die gesamte Nennleistung von -25 bis 60 °C zur Verfügung, bei Umgebungstemperaturen unter 60 °C ist für den Geräteschutz ein Derating von 2,5 Prozent/K zu berücksichtigen.

    Bild: Phoenix Contact

  • Die dreiphasige Quint Power mit 40 A ist eine Hutschienen-Stromversorgung ohne Einschaltstromstoß. Bei anliegender Netzspannung (obere Kurve) startet diese mit einem Softstart zuverlässig auf, und das Versorgungsnetz wird gleichmäßig belastet (untere Kurve).

    Bild: Phoenix Contact

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