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Die Energieversorgung dezentral aufzubauen, kann schon die Anlagenplanung enorm vereinfachen.

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Fokus auf Dezentralisierung Diese Vorteile bringen schaltschranklose, dezentrale Stromversorgungen

02.03.2020

Der Bedarf an flexiblen, modularen Systemen prägt den Anlagenbau. Als ein wichtiges Mittel hat sich hierbei die Dezentralisierung der Systemkomponenten erwiesen. Sie beschleunigt unter anderem die Anlagenplanung, erleichtert die Wartung und ermöglicht es, Schaltschränke kleiner zu dimensionieren oder sogar ganz aufzulösen.

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Wie steht es eigentlich um die Stromversorgung im dezentralen Anlagen- und Maschinenbau? Dabei lassen sich im Markt grundsätzlich drei verschiedene Strategien beobachten:

  • Keine Dezentralisierung der Stromversorgung: Die Stromversorgung wird von der Dezentralisierung ausgenommen und bleibt weiterhin in den zentral platzierten Schaltschränken. Für die Versorgung der dezentralen Peripherie-Geräte im Feld werden lange Kabelstränge mit großem Querschnitt in Kauf genommen. Aufgrund der Leistungsverluste in den langen Kabeln muss die Stromversorgung größer dimensioniert werden.

  • Stromversorgung in dezentralen Vorort-Schaltkästen: Die Stromversorgung wird zusammen mit weiteren Standard-Komponenten wie elektronischen Sicherungen oder Schaltern aus dem zentralen Schaltschrank herausgenommen und in kleineren, dezentralen IP67-Schaltkästen direkt an der Maschine platziert. Die Planung und den Aufbau dieser Kästen übernehmen die Unternehmen dabei oft selbst.

  • Kundenspezifische Lösung: Für die Stromversorgung wird extra eine kundenspezifische, dezentrale Lösung entwickelt. Neben den elektrischen Spezifikationen werden auch Größe und Mechanik auf die Anlage zugeschnitten.

Vorteile dezentraler Stromversorgung

Viele Anwender sind somit bereits aktiv geworden, da sie die Vorteile einer dezentralen Stromversorgung erkannt haben: Bereits bei der Anlagenplanung ergibt sich mehr Freiheit. Weitläufige Anwendungen, wie Förderbänder oder Fertigungslinien, können dezentral viel effizienter und flexibler mit Energie versorgt werden. Die Stromversorgung muss nicht mehr überdimensioniert werden.

Die einzelnen Bestandteile der Anlage können zudem modular aufgebaut und damit schneller und effektiver ergänzt, gewartet und umgerüstet werden. Durch die Verkleinerung oder den Wegfall von Schaltschränken kann der neu gewonnen Platz zudem für den Ausbau von wertschöpfenden Bestandteilen der Anlage genutzt werden. Außerdem lassen sich Kabellängen und -querschnitte reduzieren. Das spart Kosten für Kupfer.

Bisherige Hindernisse

Der Realisierungsaufwand für eine dezentrale Stromversorgung bleibt mit den bisherigen Lösungen jedoch nach wie vor hoch. Beispielsweise setzen sich selbst einfache, dezentrale Vorort-Schaltkästen oftmals aus mehr als zehn Komponenten zusammen. Diese müssen alle bestellt, gelagert und letztlich von einem Techniker zu einem System zusammengefügt werden.

Die Entwicklung einer kundenspezifischen Lösung ist wiederum recht zeitaufwendig, kostenintensiv und lohnt sich erst ab größeren Stückzahlen. Es fehlte bislang eine dezentrale Standard-Stromversorgung, die, ab Lager bestellbar, einfach zu installieren und flexibel genug ist, um in allen drei Fällen eine echte Alternative zu bieten.

Schaltschranklose Lösung

Mit der Produktfamilie ZeroCabinet schließen die Puls-Entwickler nun diese Lücke in der Dezentralisierung und bieten Anwendern neue Möglichkeiten in der schaltschranklosen Planung ihrer Anlagen und Maschinen. Die Grundlage dafür bilden einphasige und dreiphasige IP54-IP67-Stromversorgungen mit 300 oder 500 W Ausgangsleistung.

Als Kommunikationsschnittstelle dienen IO-Link oder ein Output-OK-Signal. Auf dieser Plattform basieren die verschiedenen Versionen mit zahlreichen Steckerkonfigurationen sowie optionalen Sicherungs- und Redundanzfunktionen. Puls unterteilt die Geräte in die ZeroCabinet-Produktserien Basic und eFused.

Die Geräte der Basic-Serie besitzen einen Ausgang, für den verschiedene Steckverbinder, wie zum Beispiel M12, 7/8 Zoll oder die Han-Q-Serie verfügbar sind. Zudem ist die Basic-Version auch mit einem ausgangsseitigen, integrierten Entkopplungs-MOSFET und einer geneigten Kennlinie erhältlich. Dank dieser beiden Funktionen eignen sich die Geräte besonders gut für den Aufbau zuverlässiger Redundanzsysteme außerhalb des Schaltschranks und zur Leistungserhöhung durch Parallelschaltung.

Die ZeroCabinet-eFused-Serie verfügt über bis zu vier intern abgesicherte Ausgänge. Dank der eingebauten Strombegrenzung lassen sich mit diesen Geräten ganz einfach eine selektive Stromverteilung und Absicherung realisieren. Die Konfiguration und Überwachung der Ausgänge erfolgt über IO-Link oder über das praktische Human Machine Interface direkt an der Gerätefront.

Mehr zum Thema lesen Sie im Interview mit Kamil Buczek, Produktmanager ZeroCabinet bei Puls .

Bildergalerie

  • Weitläufige Anwendungen können dezentral effizient und flexibel mit Energie versorgt werden. Einzelne Bestandteile der Anlage können modular aufgebaut und effektiver ergänzt, gewartet und umgerüstet werden.

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  • Bei der zentralen Versorgung der Peripherie-Geräte im Feld werden lange Kabelstränge mit großem Querschnitt in Kauf genommen. Aufgrund der Leistungsverluste muss die Stromversorgung größer dimensioniert werden.

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