Intelligenz integriert: Mit der Stromversorgungsfamilie Sitop PSU6200 können Optimierungen im Betrieb vorgenommen werden, ohne die Versorgungssicherheit zu riskieren.

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Gezielte Diagnose, einfache Integration Besserwisser: Netzgerät mit Zustandsüberwachung

08.03.2019

Eine 24-V-Stromversorgung muss die angebundenen Verbraucher zuverlässig mit Gleichspannung versorgen. Was haben Diagnose und Integration damit zu tun? Moderne Stromversorgungen ermöglichen durch ihre Transparenz Optimierungen im Betrieb. Aber auch den Planungsprozess einer neuen Anlage oder Maschine und deren Inbetriebnahme können sie vereinfachen.

Wie viel Leistung wird im 24-V-Bereich benötigt? Zur Auswahl der richtigen Stromversorgung werden häufig Schätzwerte herangezogen und die Dimensionierung erfolgt sicherheitshalber etwas großzügiger. Mit einem entsprechenden Auswahltool können die erforderlichen Spannungs- und Stromwerte auf Basis der einzusetzenden Verbraucher exakt ermittelt und das richtige Netzgerät per Knopfdruck definiert werden. Damit ist auch der direkte Zugang zu CAD- oder CAE-Produktdaten, zu Zertifikaten und zu Bestelldaten für die ausgewählte Stromversorgung gegeben. Die richtige Tool-Landschaft erleichtert so die Planung einer normgerechten und störungsfreien Anlage oder Maschine.

Einfache Inbetriebnahmephase

Funktionales Design und durchdachte Features erlauben eine einfache Montage. Hier setzt die neue Stromversorgungsfamilie Sitop PSU6200 an: Der durchgängige DC-fähige Weitbereichseingang der einphasigen Schaltnetzteile kann ohne Umschalten sowohl an Gleich- als auch an Wechselspannungsnetze angeschlossen werden. Eine fehlerfreie Leitungszuordnung wird durch die eindeutige Klemmenbeschriftung ermöglicht. Kennzeichnungsschilder sorgen für die Identifizierung der Komponenten. Push-in-Klemmen beschleunigen die Verdrahtung: Sie sorgen für den sicheren Anschluss, ob mit oder ohne Aderendhülsen – ein- oder mehrdrahtig. Und eine zusätzliche dritte Minusklemme als Erdung ermöglicht den einfachen Potenzialausgleich/PELV nach Maschinenrichtlinie. Um Leitungsverluste zu kompensieren, ist die Ausgangsspannung zwischen 24 und 28 V einstellbar.

Trotz schmaler Baubreite ist eine lückenlose Aneinanderreihung weiteren Komponenten ohne Einbauabstand möglich. Der hohe Wirkungsgrad von bis zu 95 Prozent und die effiziente Wärmeabfuhr über das stabile Metallgehäuse halten die Wärmeentwicklung gering. Das alles schafft Platz im Schaltschrank und verringert die Temperatur.

Diese Features sparen in der Inbetriebnahmephase einer neuen Anlage oder Maschine Zeit, vermeiden Fehler und steigern so direkt die Produktivität.

Laufenden Betrieb optimieren

Die Geräte der Serie Sitop PSU6200 verfügen über einen robusten Weitbereichseingang. Ein ausgeklügeltes Schaltungsdesign fängt dabei kurzzeitige Unter- und Überspannungen von den Modulen sicher ab. Sitop-PSU6200-Geräte ab 10-A-Ausgang verfügen zusätzlich über eine aktive Power Factor Correction (PFC). Dieser Leistungsfaktorkorrekturfilter reduziert impulsartige Ströme aus dem Netz erheblich, reduziert dadurch den Blindstrom und trägt zur Verringerung der Stromkosten bei, vor allem wenn mehrere Geräte im Einsatz sind. Ein zusätzlicher Vorteil der PFC ist der geringe Einschaltstrom der Netzgeräte, der eine besonders kleine Dimensionierung des Leitungsschutzschalters ermöglicht.

Und dann passiert es: Beim Einschalten einer zu großen Last schaltet die Stromversorgung normalerweise die 24 V ab. Doch Sitop PSU6200 macht damit Schluss. Die Netzgeräte liefern mit ihrer Extra-Power bei Überlast bis zu 5 s 50 Prozent mehr Nennstrom. Bei sehr hoher, kurzzeitiger Überlast versorgen sie die Verbraucher mit Konstantstrom. Erst wenn die Spannung unter 15 V sinkt, gehen die Netzgeräte zum Selbstschutz in den Hick-up-Modus und laufen bei Nennlast wieder an.

Weil derartige Überlasten meistens bei Einschaltvorgängen von nur wenigen Millisekunden Dauer auftreten, läuft beispielsweise eine SPS unterbrechungsfrei weiter. Dank dieser intelligenten Mechanismen erzielen die Netzgeräte eine extreme Robustheit, gewährleisten einen sicheren Betrieb und bieten eine überdurchschnittliche Langlebigkeit.

Intelligente Diagnose

Für die Sitop PSU6200 wird der Betrieb mit Hilfe der Zustandsüberwachung optimiert. Der Diagnose-Monitor signalisiert per LED auf einen Blick, ob die Ausgangsspannung passt, welches Niveau die Auslastung erreicht und ob sich die Restlebensdauer der Stromversorgung gen Ende neigt. Die Diagnoseschnittstelle stellt zusätzlich Informationen über aktuelle Spannungs- und Stromwerte und den Temperaturstatus zur Verfügung. Sogar Probleme durch Verbraucher, die Unter- oder Überspannungen verursachen, werden gemeldet: der „Glitch-Detektor“ protokolliert jeweils die Anzahl der 24-V-Störungen. Für die Übertragung der Diagnoseinformationen wird nur ein Digitaleingang einer SPS benötigt. Kostenfreie Funktionsbausteine für Simatic S7-1200/S7-1500 sowie zukünftig PCS7 werten den seriellen Code aus; Faceplates erleichtern die Visualisierung in SCADA-Systemen wie beispielsweise WinCC. Dank der Diagnosemöglichkeiten der Sitop PSU6200 können drohende Fehler sowohl visuell als auch per Steuerungssoftware rechtzeitig erkannt und entsprechend behoben werden. Somit bietet die Stromversorgung präventive Wartung und eine einfache Einbindung in Automatisierungsumgebungen.

Erweiterte Sicherheit

Damit Störungen an einem einzigen Verbraucher nicht gleich die gesamte Anlage lahmlegen, wird der 24-V-Versorgungsstromkreis auf bis zu acht Abzweige je Selektivitätsmodul aufgeteilt und selektiv abgesichert. Bei Kurzschluss oder Überlast in einem Abzweig löst das Selektivitätsmodul eine sichere, elektronische Abschaltung dieses Abzweigs aus. Damit werden alle weiteren Verbraucher an den anderen Abzweigen zuverlässig vor Spannungseinbruch geschützt und laufen weiter. Und auch die Selektivitätsmodule kommunizieren ihren momentanen Status, der sowohl den aktuellen Ist-Stromwert sowie den eingestellten Auslösestrom je Ausgang und im Abschalt-Fall deren Ursache beinhaltet. Durch die Entkopplung zweier Stromversorgungen mit einem Sitop-Redundanzmodul lässt sich erreichen, dass auch der Ausfall eines der beiden Netzgeräte keinen Einfluss auf die 24-V-Versorgung hat. Das Redundanzmodul überwacht kontinuierlich die einspeisenden Netzgeräte und sorgt für eine unterbrechungsfreie Versorgung, sollte eine der angeschlossenen Stromversorgungen den Dienst verweigern.

Allrounder-Stromversorgung

Umfangreiche Diagnose-, Integrations- und Leistungsfunktionen sorgen für eine zuverlässige Versorgung der angebundenen Verbraucher mit Gleichspannung. Und für kritische Prozesse und Anlagen, die zusätzlicher Schutzmaßnahmen bedürfen, werden diese mit den Selektivitäts- und Redundanzmodulen der PSU6200 realisiert.

A&D war bei Siemens vor Ort und hat im Interview spannende Einblicke in die neue Stromversorgungsfamilie erhalten. Lesen Sie in unserem Titelinterview der A&D-Ausgabe 3.2018 mehr dazu.

Bildergalerie

  • Bei der PSU6200 signalisiert der Diagnosemonitor per LED Auslastung und Lebensdauer.

    Bild: Siemens

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