Absicherungsportfolio für die DC-24V-Versorgung

Ganz egal ob in Maschinenbau, Anlagenbau oder Prozessindustrie: Bei der DC-24V-Versorgung setzen die Anwender auf getaktete Schaltnetzteile. Sie sind kompakt, kostengünstig und erreichen einen Wirkungsgrad von über 95 Prozent. Diese Vorteile sprechen für sich. Deshalb sichern elektronische Sicherungsautomaten oder Schutzschalter die Versorgungseinheiten mittlerweile standardmäßig ab. Elektronischer Überstromschutz sorgt für Selektivität und bietet damit eine signifikante Erhöhung der Verfügbarkeit von Maschinen oder Anlagen.

Ein elektronischer Überstromschutz ist notwendig, da die kompakten DC-Versorgungen nicht genügend Strom liefern, um herkömmliche thermisch-magnetische Schutzschalter im Kurzschluss-Fall auszulösen. Geschieht ein Kurzschluss, überlastet dieser das Netzteil. Zum Eigenschutz regelt es die Spannung zurück oder schaltet den gesamten Ausgang ab. Damit sind alle angeschlossenen Verbraucher nicht mehr versorgt. Dies setzt die ebenfalls am Schaltnetzteil betriebene sensible Steuerungstechnik abrupt in einen undefinierten Zustand. Das Gehirn der Maschine oder Anlage weiß somit nicht mehr, welcher Zustand in der Peripherie (Aktorik/Sensorik) vorhanden ist. Das System lässt sich mit der undefinierten Ausgangslage nicht sofort neu starten. Ein kompletter Neustart mit einem eventuell verbundenen Teach-In bedeutet für den Betreiber hohe Produktionsausfall- und Reparaturkosten. Dies gilt es zu vermeiden. Um die Mehrkosten für lange Maschinen- oder Anlagenstillstände durch Kurzschluss in den Griff zu bekommen, bietet E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbH dem Anwender ein umfassendes Portfolio für die selektive Absicherung der DC-24V-Steuerspannungsebene. Die Auswahl berücksichtigt branchenspezifische Anforderungen und passt sich explizit den jeweiligen Bedürfnissen der Anwendungsgebiete an. Neben Absicherungselementen stehen auch primär getaktete Schaltnetzteile und die dazu geeignete Vorsicherung zur Verfügung. Praktisch verteilt, intelligent für Industrie 4.0. Mit smarter und selektiver Absicherung erhöht der Anwender die Verfügbarkeit seiner Anwendung spürbar.

Wie unterscheidet sich Elektronischer Überstromschutz nach Branche? Maschinenbau:

Im Maschinenbau spielt neben Funktionalität und Wirtschaftlichkeit auch die Anpassungsfähigkeit der Lösung eine wesentliche Rolle. Gerade modulare und kompakte Lösungen sind hier durch ihre beliebige Skalierbarkeit interessant, weil besonders wirtschaftlich. Doch auch die Transparenz spielt eine große Rolle. E-T-A bietet mit dem elektronischen Sicherungsautomaten vom Typ REX12-T eine für den Maschinenbau entwickelte Lösung. Das Gerät benötigt kein weiteres Zubehör um erweitert zu werden. Der Schutzschalter reagiert schneller als die Versorgung auf die Überlastsituation und schließt dadurch eine Überlastung des speisenden Schaltnetzteils aus. Kapazitive Lasten von bis zu 20.000µF toleriert das Schutzorgan problemlos und erlaubt den Einschaltvorgang. Dies ermöglicht es dem Anwender, auch intelligente Verbraucher mit kondensatorgepufferten Eingängen zu betreiben. Nennströme von 1 bis 10A ermöglichen die Absicherung leistungsstarker und empfindlicher Lasten sowie deren Zuleitungen. Zum Schutz der Leitung muss hier zwingend der Wert der internen Schmelzsicherung herangezogen werden. Dies fordern VDE0100-530 und EN60204-1. Der Typ REX12 erleichtert die Planung, da der Nennstrom des Gerätes dem Nennstrom der Schmelzsicherung entspricht. So lässt sich der Leitungsquerschnitt nach dem Gerätenennstrom auslegen. Dies spart Planungszeit und damit Kosten.

Anlagenbau:

Mit den elektronischen Sicherungsautomaten vom Typ ESX10 bietet E-T-A Überstromschutzgeräte, die alle Herausforderungen im Anlagenbau meistern. Neben sicherer und einfacher Planung der DC 24V-Applikation bieten die Geräte eine aktive lineare Strombegrenzung. Diese Lösung begrenzt den maximalen Ausgangstrom vor einer Abschaltung durch Kurzschluss. Eine Überlastung von Schaltnetzteilen ist damit ausgeschlossen. Die 12,5mm schmalen steckbaren oder direkt auf der DIN-Hutschiene montierbaren Module vereinen alle bekannten Leitungsschutzschalter-Kennlinien (A, B, C und sogar D-Charakteristik) Die lineare Begrenzung verhindert im Kurzschlussfall, dass der maximale Strom den 1,8-fachen Nennstrom überschreitet. Dies wiederum ermöglicht eine selektive Absicherung aller typischen DC 24V-Verbraucher. Der selektive Schutz erhöht die Anlagenverfügbarkeit signifikant. Nur der fehlerhafte Strompfad wird abschaltet. Alle weiteren Verbraucher laufen weiter. Umfassende Zulassungen nach UL, CSA und ATEX runden das Leistungsspektrum der Produktgruppe ESX10 ab.

Prozessindustrie

Zusätzlich zu den Forderungen der beiden Branchen Maschinenbau sowie Anlagenbau bietet E-T-A für den Bereich Prozessautomatisierung hybride Lösungen. Die Schutzschalter vom Typ ESS vereinen elektronischen Überstromschutz und galvanische Trennung mittels Bimetall. Dem Anwender bietet diese Lösung zusätzliche Sicherheit. Im Fehlerfall schalten die Geräte mit VDE- und UL-Zulassung zielgerichtet elektronisch ab, bevor sie zusätzlich mechanisch öffnen. Technisch ist dies mit der Abschaltung eines Leitungschutzschalters vergleichbar. Die physikalische Trennung verhindert, dass mögliche Restspannungen bzw. Ströme durch den abgeschalteten Strompfad ins Feld fließen. Weiter ist nach einer Abschaltung eine gefährliche Rückspannung durch im Feld befindliche defekte Verbraucher zu 100 Prozent ausgeschlossen. Aus ist wirklich aus.

Sinnvoll verteilt

Zusätzlich zur Absicherung spielt das Stromverteilungskonzept und die flexible Verdrahtung der DC-24V-Stromversorgung eine wesentliche Rolle. Ziel ist hier eine signifikante Kostenreduzierung für das Gesamtsystem. Ein wichtiger Erfolgsfaktor für zukünftige Schaltschrankkomponenten im Anlagenbau ist die Beachtung der fortschreitenden Dezentralisierung der Automatisierungstechnik. Das modulare Stromverteilungssystem vom Typ Modul 18plus ermöglicht den Einsatz elektronischer Sicherungsautomaten und Schutzschaltern sowohl in dezentralen Energieverteilungen als auch in zentralen Schaltschranklösungen. Die Verteilungslösung sorgt damit für eine sinnvolle Verteilung. Das Modul 18plus lässt sich mit den steckbaren E-T-A Überstromschutzgeräten ESX10 und ESS bestücken und beinhaltet ein komplettes Montage- und Stromverteilungssystem für DIN-Hutschienen-Montage. Das System bietet eine vollwertige 80A-Potenzialverteilung der DC 24V-Steuerspannung – Anschluss-Klemmen und Verbindungsleitungen inklusive. Sämtliche elektrische Anschlüsse erfolgen über schraublose Anschlussklemmen in Push-in Technologie. Alle Leiter lassen sich einfach und werkzeuglos direkt stecken und ermöglichen gleichzeitig eine sichere Kontaktgabe und eine maximale Festigkeit der Leiter durch hohe Auszugkräfte. Die wirkungsvolle Kontaktsicherheit bei Schock und Vibrationen und eine gasdichte, elektrische Verbindung sind wichtige Attribute für den wartungsfreien Einsatz im Maschinen- und Anlagenbau. Das Modul 18plus hat eine sehr schmale Bauform, ist schnell verdrahtet und individuell anpassbar.

Industrie 4.0 – smart abgesichert

Die kommunikative Anbindung an ein übergeordnetes Steuerungssystem im Sinne von Industrie 4.0 gewinnt zusehends an Bedeutung. E-T-A stellt dazu mit ControlPlex ein intelligentes System bereit. Die Controller tauschen Daten mit unterschiedlichsten BUS- Systemen aus. Neben Profibus, Profinet, Ethernet-IP und Ether-CAT sind auch Lösungen für die BUS-unabhängige Punkt-zu-Punkt-Kommunikation IO-Link verfügbar. Die DC 24V-Systemlösung kombiniert den selektiven Überstromschutz, die Stromverteilung von Lastkreisen sowie die Überwachung, Parametrierung und Kommunikation mit unterschiedlichen Steuerungsanbindungen. Ein Controller übermittelt eine Vielzahl von Diagnoseinformationen an die übergeordnete Steuerungsebene. Dazu zählen Eingangsspannung, Laststrom, Lastspannung, Grenzwerte, Gerätetemperatur ebenso wie diverse Einstellmöglichkeiten. Dies sind z.B. der Nennstrom, prozentuale Auslastungs-Warngrenzen und eine sequenzielle Einschaltung. Höchste Transparenz und die schnelle Reaktion auf Gegebenheiten in der Anwendung steigern die Wirtschaftlichkeit des DC 24V-Komplettsystem und somit jeder Maschine und Anlage. Generierte Messdaten lassen sich zur Dokumentation des Auslieferungszustands speichern. Damit kann der Nutzer Änderungen sehr einfach mit dem ursprünglichen Zustand abgleichen und damit Fehler frühzeitig erkennen. Dies erleichtert die Fehlersuche und wird zur Basis für vorbeugende Instandhaltung. Dadurch steigert sich die Verfügbarkeit der Maschine oder Anlage noch einmal deutlich.