PULS GmbH

Ob für die präventive Wartung oder strategische Gesichtspunkte: Die von der Stromversorgung gesammelten Daten spielen eine entscheidende Rolle.

Bild: iStock, Foryou13

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Smarte Stromversorgung Dezentrale Schaltnetzteile für das Condition Monitoring

07.10.2020

Mit einer durchgängigen Vernetzung und Kommunikation von Anlagenkomponenten lassen sich Zustandsdaten vollumfänglich analysieren und Anomalien in der Anlage frühzeitig erkennen. So kann eine präventive, bedarfsorientierte und damit kostenschonende Wartung umgesetzt werden. Doch auch für strategische Überlegungen können die Daten hilfreich sein. Eine zentrale Rolle spielen in beiden Fällen die Informationen, die die Stromversorgung bereitstellen kann.

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Die Stromversorgung sitzt am Puls der Anlage und lässt Rückschlüsse auf den Zustand des gesamten Systems zu. Die neuen Fiepos-Stromversorgungen von Puls werden dezentral in der Anlage installiert und können unkompliziert in ein bestehendes Condition-Monitoring-System eingebunden werden. Anschließend liefern sie zuverlässige Zustandsdaten über IO-Link oder ein Output-OK-Signal.

Wandler als Grundlage

Die Fiepos-Produktfamilie basiert auf einer modularen Plattform, die für den Einsatz außerhalb des Schaltschranks entwickelt wurde. Die Grundlage bilden einphasige 300- oder 500-W- (500-W-Version mit AC-Eingang 200 bis 240 VAC ± 15 Prozent) sowie dreiphasige 300- oder 500-W-AC/DC-Field-Power-Supplies.

Die Geräte der Fiepos-Familie liefern 120 Prozent Leistung dauerhaft (bis zu 45 °C) und 200 Prozent für fünf Sekunden. Eine Ausnahme bilden die 300-W-Drei-Phasen-Geräte, die sogar 150 Prozent Leistung dauerhaft (bis zu 55 °C) und 200 Prozent (bis zu 70 °C) für eine Sekunde bereitstellen. Aufgrund dieser Leistungsreserven sind die Geräte zum Starten stromintensiver Lasten geeignet.

Mit Gehäusemaßen von 182 mm x 183 mm x 57 mm finden sie dabei selbst in beengten Anwendungen Platz. Für die Montage im Feld stehen standardmäßig drei Optionen bereit: Einklicken auf der DIN-Schiene, Einhängen über die integrierten Schlüssellöcher oder das Anschrauben. In Bezug auf die Funktionalität lässt sich die Fiepos-Produktfamilie in die Basic-Serie mit einem DC-Ausgang und die eFused-Serie mit bis zu vier strombegrenzten Ausgängen unterteilen.

Sofort-Diagnose im Feld

Ein LED-Interface an der Gerätevorderseite erlaubt eine einfache Sofort-Diagnose direkt im Feld. Der Techniker sieht auf einen Blick, wie stark die Stromversorgung ausgelastet ist. Außerdem erfolgt eine Signalisierung, wenn bei den eFused-Versionen, mit integrierter Strombegrenzung, einer oder mehrere der abgesicherten Kanäle ausgelöst haben.

Ein Zurücksetzen der Kanäle ist über die Drucktaster am Gerät möglich. Auch die Konfiguration der Auslöseströme kann direkt am Gerät vorgenommen werden.

Vorteile von IO-Link

In weitläufigen Anwendungen, wie in großen Produktionsanlagen mit langen Förderbändern, sind oftmals hunderte Stromversorgungen über eine große Fläche verteilt. In diesem Fall ist eine effiziente, vorbeugende Wartung über ein zentrales Condition-Monitoring-System besonders wichtig, um kostspielige Ausfälle vorzubeugen. Mithilfe dieser Informationen kann der Techniker schnell und gezielt, zum richtigen Einsatzort geschickt werden – bevor der Fehler auftritt.

Für die Umsetzung der digitalen Systemintegration von Stromversorgungen legt Puls besonderen Wert auf eine möglichst anwenderfreundliche und flexible Lösung. Zudem darf die Kommunikationsschnittstelle die Kernfunktionen und die hohe Zuverlässigkeit der Stromversorgung nicht beeinflussen. Aufgrund dieser Kriterien hat sich Puls bewusst für die IO-Link-Technologie (IEC 61131-9) entschieden.

IO-Link ist eine globale, standardisierte, industrietaugliche Kommunikationsschnittstelle. Es handelt sich dabei um eine serielle, bidirektionale Punkt-zu-Punkt-Kommunikation zwischen einem sogenannten IO-Link-Device und dem IO-Link-Master. Für die Verdrahtung zwischen IO-Link-Device und dem IO-Link-Master genügen dabei einfache ungeschirmte Kabel.

Durch den IO-Link-Master wird die Integration in jedes gängige Feldbus- oder IIoT-Protokoll, wie Profinet, EthernetIP, EtherCAT oder OPC UA, ermöglicht. Damit kann die Stromversorgung über den IO-Link-Master direkt mit einer SPS oder einem IIoT-Gateway kommunizieren.

Eine weitere Stärke der IO-Link-Schnittstelle ist der geringe zusätzliche Bauteilaufwand in der Stromversorgung. Dies führt zu einer nahezu unverändert hohen MTBF (Mean Time Between Failures), welche eine aussagekräftige Kennzahl zur Bewertung der Zuverlässigkeit darstellt.

Über IO-Link haben Anwender bei den Fiepos-Stromversorgungen beispielsweise Zugriff auf die folgenden Informationen:

  • Wie hoch ist die Auslastung der Stromversorgung?

  • Wie entwickelt sich die Temperatur und damit die Stressbelastung?

  • Und wie steht es um die Qualität der Netzspannung?

So können auffällig hohe transiente Überspannungen im Netz erkannt werden, die nicht nur der Stromversorgung selbst Schaden zufügen können, sondern auch alle an diesem Netz befindlichen Komponenten in Mitleidenschaft ziehen. Bei den eFused-Varianten kann über IO-Link zudem ermittelt werden, welcher strombegrenzte Ausgang ausgelöst hat. Zudem können die Kanäle aus der Ferne zurückgesetzt werden.

All diese Information können in einem zentralen Condition-Monitoring-System analysiert werden und durch eine bedarfsorientierte, vorbeugende Wartung erheblich zur Steigerung der Anlagenverfügbarkeit und der Senkung der Wartungs- und Betriebskosten beitragen.

Output-OK-Signal

Als Alternative zu IO-Link sind die eFused-Stromversorgungen der Fiepos-Produktfamilie auch mit Output-OK-Schnittstelle verfügbar. Die Output-OK-Schnittstelle kann als vereinfachte Alternative zu IO-Link gewählt werden. Sie funktioniert ähnlich wie das etablierte DC-OK-Signal bei einer industriellen Stromversorgung.

Bei einem Ausfall der DC-Spannung meldet das Gerät über einen Summenmeldekontakt, zusätzlich zu der LED an der Gerätefront, dass ein Fehler vorliegt. Rückschlüsse auf die Ursache können jedoch nur von einem Techniker direkt vor Ort gezogen werden. Ebenso ist ein Zurücksetzen der Kanäle nur an der Gerätefront möglich. Für das Output-OK-Signal wird – wie auch für IO-Link – ein M12-Anschluss an der Unterseite der Stromversorgung bereitgestellt.

Dezentralisierung wird Realität

Eine Stromversorgungslösung auf Basis der flexiblen Fiepos-Produktfamilie ist ein entscheidender Schritt in Richtung durchgängige Dezentralisierung. Für die modulare Anlagenplanung in der Prozesstechnik und Fabrikautomatisierung bedeutet das die derzeit größtmögliche Flexibilität. Durch die smarte Kommunikation und Steuerung über IO-Link wird zudem die vorbeugende, bedarfsorientierte und damit kosteneffiziente Wartung deutlich leichter realisierbar.

Puls baut die Fiepos-Produktfamilie derzeit zu einem umfangreichen System aus, um möglichst allen Kunden eine passende, dezentrale Standardlösung ab Lager anbieten zu können.

Bildergalerie

  • Die Geräte der Fiepos-Familie liefern 120 Prozent Leistung dauerhaft (bis zu 45 °C) und 200 Prozent für fünf Sekunden. Eine Ausnahme bilden die 300-W-Drei-Phasen-Geräte, die sogar 150 Prozent Leistung dauerhaft (bis zu 55 °C) und 200 Prozent (bis zu 70 °C) für eine Sekunde bereitstellen.

    Bild: Puls

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