Phoenix Contact Deutschland GmbH

Eine intelligente Stromversorgung ist das A und O eines jeden Schaltschranks.

Bild: iStock, peepo

Stromversorgung – aber intelligent Datentransparenz in Stromversorgungen sorgt für hohe Anlagenverfügbarkeit

07.11.2022

Die Stromversorgung ist das Herz eines jeden Schaltschranks, sie versorgt alle 24-V-Komponenten und ermöglicht deren Betrieb. Um die ständige Verfügbarkeit dieses wichtigen Organs und aller damit verbundenen Lasten gewährleisten zu können, werden mehr Informationen benötigt als nur die klassische Standardüberwachung der korrekten 24-V-Ausgangsspannung.  

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Industrien, für die eine hohe Anlagenverfügbarkeit notwendig ist, können auf das Wissen über Anlagen- und Betriebszustände nicht verzichten. Auf der Grundlage von Betriebsdaten lassen sich kritische Betriebszustände und Anomalien frühzeitig entdecken, lokalisieren und beheben – bevor es zu einem kostspieligen Produktionsausfall kommt. Dafür benötigen die Anlagenbetreiber und -planer die volle Transparenz. Mit dem kommunikativen 24-V-Versorgungssystem Quint Power von Phoenix Contact profitieren Anlagenbetreiber von mehr Datentransparenz und damit einer höheren Anlagenverfügbarkeit. Das kommunikative 24-V System integriert die Komponenten Stromversorgung, Absicherung und unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV).  

Der Betreiber benötigt ein ganzheitliches Bild über den Zustand seiner Anlage und der einzelnen Komponenten. Dafür werden Daten benötigt.  Dies beinhaltet sowohl die Überwachung des Netzes als auch den Zustand und auch die Auslastung der Stromversorgung. 

Informationen über relevante Betriebs- und Diagnosedaten bereitzustellen, reduziert dank der damit verbundenen präventiven Funktionsüberwachung Ausfallzeiten auf ein Minimum. Dies trägt effektiv zur Kosteneffizienz bei.  Daten sind der Schlüssel für eine hohe Anlagenverfügbarkeit. Um diese bereitstellen und auswerten zu können, müssen sie durch die Komponenten wie die Stromversorgung und etwa die elektronische Absicherung erhoben werden. 

Optimierungspotenzial heben

Zu diesem Zweck lassen sich verschiedene Schnittstellen zum Auslesen verwenden. Daten-Schnittstellen ermöglichen eine einfache und kostengünstige Netzwerkintegration. Des Weiteren müssen diese Daten der übergeordneten Steuerung verfügbar gemacht werden.  Die kommunikative Quint Power Stromversorgung von Phoenix Contact bietet dazu grundsätzlich zwei Möglichkeiten:  

  • Über einen internen proprietären Datenbus wird die Quint4 Stromversorgung an die elektronische Absicherung Caparoc mit Feldbusanbindung angeschlossen. Das Caparoc Absicherungssystem dient dabei als Gateway für alle Daten der elektronischen Absicherung und der verbundenen Stromversorgung. Alternativ kann die Stromversorgung auch über den gleichen Weg über die Feldbusschnittstelle der unterbrechungsfreien Stromversorgung Quint4-USV kommunizieren. 

  • Durch die Verwendung der IO-Link-Schnittstelle werden über die Einbindung an einen IO-Link Controller/Master mit integriertem Buskoppler die Daten der Stromquelle im Automatisierungssystem zur Verfügung gestellt. In diesem Fall lässt sich optional eine Quint4-USV über einen proprietären Datenbus über die Stromversorgung anbinden. So werden Daten des USV-Systems wie Batterielebensdauer oder Alarmmeldung der Stromversorgung gemeldet. Die elektronische Absicherung wird getrennt davon mit einem Caparoc (Geräteschutzschalter) mit IO-Link-Schnittstelle an den IO-Link Controller/Master angebunden.

Monitoring & Parametrisierung

Eine vollständige Datenkonsistenz von der 400-V-AC-Seite bis zur 24-V-DC-Seite ermöglicht längere Vorwarnzeiten für auftretende Störungen. Die zielgenaue Wartung und Ferndiagnose der Anlage sowie Kosteneinsparungen durch Übernahme von Monitoring-Funktionen können direkt über die Stromversorgung erfolgen.   

Um also einen kritischen Zustand zu vermeiden, bedarf es mehr als nur den Zustand der momentanen Ausgangsspannung der Stromversorgung abzufragen. Aus diesem Grund erhebt und kommuniziert die Quint4 Stromversorgung fortwährend auf Grundlage ihrer erfahrenen Belastung eine Vorausberechnung ihrer verbleibenden Lebensdauer. Auftretende Überspannungen und Transienten auf dem Netz werden gezählt und gemeldet. Daraufhin kann eine effektive präventive Wartung durch den Anlagenbetreiber erfolgen.

 Um die generierten Daten abrufen zu können, beinhaltet das 24-V System verschiedene Feldbus-Schnittstellen. Diese ermöglichen vollständige Transparenz und Zugriff auf das Gesamtsystem. Ein Webserver erlaubt außerdem den Vor-Ort-Zugriff auf Betriebszustände, Fehlermeldungen und Einstelldetails der Systemlösung. 

Neben den vielen Daten, die durch das System erhoben werden können, ermöglicht die Stromversorgung die Parametrierung über die Schnittstellen. Die direkte Übernahme der Parametrierung, wie zum Beispiel die Ausgangsspannung, nach einem Gerätetausch oder der Aufbau einer Neuanlage spart Zeit und vermeidet Anwenderfehler. Alle notwendigen Konfigurationen können zentral in der Steuerung vorgenommen werden. Aufwendige dezentrale Konfigurationen entfallen. 

Integrierte Phasenüberwachung 

In einer Anlage wird die Verfügbarkeit der dreiphasigen Versorgungsspannung für gewöhnlich durch einen separaten Phasenwächter geprüft.   Durch die integrierte Phasenüberwachung kann die kommunikative Quint4 Stromversorgung mit IOL-Schnittstelle Informationen über die Verfügbarkeit der drei Phasen geben. Dabei läuft sie bei voller Leistung an zwei Phasen weiter.   Darüber hinaus wird auch die Drehfeldrichtung sowie die Eingangsspannung ständig überwacht. 

Ein System wächst zusammen 

Die kommunikative Quint Power-Stromversorgung von Phoenix Contact lässt sich mit dem Geräteschutzschalter-System Caparoc kombinieren. In Kombination mit einer im System integrierten Absicherung, können die detaillierten Eigenschaften und Parameter eines jeden einzelnen Absicherungskanals dediziert überwacht werden.

Die damit gewonnenen Informationen ermöglichen dem Anwender unter anderem präventive Wartung, genauere Fernwartung sowie die Vermeidung von Kosten für Zusatzkomponenten. Auch die automatische Konfiguration und Verbesserung des aktuellen Designs durch die Analyse der Betriebsdaten wirken sich positiv auf die Verfügbarkeit der Anlage aus.

Durch eine zentrale Informations-Schnittstelle für Quint Power und Caparoc ist eine einfache, sicher und kostengünstige Integration der Stromversorgung in das Netzwerkprotokoll des Geräteschutzschalter-Systems möglich. Die Versorgungslösung bietet hierbei die vollständige Datenkonsistenz von der Primärseite bis hin zu den abgesicherten Verbraucherkreisen. 

Überwachung der Lastströme

Informationen über die Betriebstemperatur der Stromversorgung und der einzelnen Lastströme gewähren dem Anlagenbetreiber eine Überwachung der Anlage. Der Anstieg eines Laststromes und der Temperatur der Stromversorgung über eine längere Zeit weist zum Beispiel auf eine fehlerhafte Belüftung hin. Ein Beispiel dafür wäre ein Ansteigen des Laststromes durch einen verschmutzten oder defekten Schaltschranklüfter. Mit diesem Wissen kann der Anlagenbetreiber präventiv handeln, bevor Komponenten Schaden nehmen.

Fazit: Kommunikativ und mehr 

Das kommunikative 24-V-Versorgungssystem von Phoenix Contact  kann durch die Bereitstellung zahlreicher Daten noch viele weitere Vorteile für Betriebssysteme als die bisher genannten ermöglichen. Die Informationen über den detaillierten Zustand der einzelnen Komponenten und deren voraussichtliche Lebensdauer gewähren eine kostengünstige und vor allem nachhaltige Form der Wartung. Dank der damit verbundenen präventiven Funktionsüberwachung reduzieren sich Ausfallzeiten auf ein Minimum, was effektiv zur Kosteneffizienz beiträgt.  Geräte werden nicht deutlich  vor ihrer Zeit ausgetauscht. Gleichzeitig warnt das System bei starker Auslastung der Geräte frühzeitig. 

Bildergalerie

  • Die Qunit Power-Stromversorgung kombiniert mit dem Geräteschutzschalter-System Caparoc oder der intelligenten Quint DC UPS bildet eine kommunikative und zuverlässige Versorgungslösung.

    Die Qunit Power-Stromversorgung kombiniert mit dem Geräteschutzschalter-System Caparoc oder der intelligenten Quint DC UPS bildet eine kommunikative und zuverlässige Versorgungslösung.

    Bild: Phoenix Contact

  • Eine zentrale Schnittstelle für Quint Power und Caparoc ermöglicht eine einfache und kostengünstige Integration der Stromversorgung in das Netzwerkprotokoll des Geräteschutzschalter-Systems: Die Profinet-Schnittstelle sorgt für vollständige Transparenz und Zugriff auf das Gesamtsystem. Ein Webserver erlaubt den Vor-Ort Zugriff auf Betriebszustände, Fehlermeldungen und Einstelldetails der Systemlösung.

    Eine zentrale Schnittstelle für Quint Power und Caparoc ermöglicht eine einfache und kostengünstige Integration der Stromversorgung in das Netzwerkprotokoll des Geräteschutzschalter-Systems: Die Profinet-Schnittstelle sorgt für vollständige Transparenz und Zugriff auf das Gesamtsystem. Ein Webserver erlaubt den Vor-Ort Zugriff auf Betriebszustände, Fehlermeldungen und Einstelldetails der Systemlösung.

    Bild: Phoenix Contact

  • Über die verschiedenen Schnittstellen (Profinet, Ethernet IP, Ethercat, Modbus) lässt sich die Quint-Power-Stromversorgung einfach in die vorhandenen Netzwerkprotokolle des Geräteschutzschalter-Systems Caparoc oder der Quint4 DC-USV einbinden und erhöht so die Datentransparenz.

    Über die verschiedenen Schnittstellen (Profinet, Ethernet IP, Ethercat, Modbus) lässt sich die Quint-Power-Stromversorgung einfach in die vorhandenen Netzwerkprotokolle des Geräteschutzschalter-Systems Caparoc oder der Quint4 DC-USV einbinden und erhöht so die Datentransparenz.

    Bild: Phoenix Contact

  • Nadine Schneider, Marketing Communications, Phoenix Contact Power Supplies, Paderborn

    Nadine Schneider, Marketing Communications, Phoenix Contact Power Supplies, Paderborn

    Bild: Phoenix Contact

  • Volker Bramm, Product Manager Quint Power, Phoenix Contact Power Supplies, Paderborn

    Volker Bramm, Product Manager Quint Power, Phoenix Contact Power Supplies, Paderborn

    Bild: Phoenix Contact

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