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Mit Diagnose- und Kommunikationsmöglichkeiten ausgestattet, lassen sich mit dem Stromverteilungssystem Steuerstromkreise in Instandhaltungs- und Energieeffizienz-Projekte integrieren.
Mit Diagnose- und Kommunikationsmöglichkeiten ausgestattet, lassen sich mit dem Stromverteilungssystem Steuerstromkreise in Instandhaltungs- und Energieeffizienz-Projekte integrieren.

Elektronische Schutzschalter für DC-24-V-Steuerstromkreise sind aus modernen Automatisierungslösungen nicht mehr wegzudenken. Hauptaufgabe dieser Überstromschutzgeräte ist die selektive Absicherung der Automatisierungskomponenten wie Steuerung, Busmodule, Ventilinseln und Antriebssteuerung. Diagnosefähigkeit und Fernwartbarkeit der gesamten Steuerungs- und Feldebene spielen hier neben dem Energiemanagement eine entscheidende Rolle. Dafür hat E-T-A mit Control-Plex eine Lösung entwickelt. Das Paket besteht aus dem Stromverteilungssystem SVS100-PWR, der Kommunikations-Plattform SVS100-COM und den elektronischen Sicherungsautomaten ESX50D-S. Die Stromverteilungs-Backplane ist für 8 oder 16 Steckplätze und bis zu 40 A Summenstrom ausgelegt. Die Einspeisung (+ 24 V DC, 0 V) und PE-Anschluss erfolgen über Zugfederklemmen für Leiterquerschnitte bis max. 10 mm². Das System ist einsetzbar in dezentralen IP67-Systemen und gleichzeitig auch als IP20-Lösung. Die Spannungsversorgung für alle Steckplätze (F1 bis F16) und der Lasten erfolgt direkt aus der DC-24-V-Versorgung.

 Systemaufbau der intelligenten Stromverteilung: Basismodul SVS100 für bis zu 16 elektronische Sicherungsautomaten ESX50D, die über verschiedene Kommunikationssysteme die Status­informationen an übergeordnete Steuerungen senden können.

Systemaufbau der intelligenten Stromverteilung: Basismodul SVS100 für bis zu 16 elektronische Sicherungsautomaten ESX50D, die über verschiedene Kommunikationssysteme die Status­informationen an übergeordnete Steuerungen senden können.E-T-A

Die Versorgungsspannung des COM-Moduls ist separat einspeisbar. Somit lässt sich die Lastspannung über Not-Aus-Schütze abschalten, ohne dass die Kommunikationsfähigkeit verloren geht. Die Absicherung für die SVS100-COM-Elektronik ist bereits auf der Platine mit integriert. Die komplette Verdrahtung der Lastseite ist mit steckbaren Zugfederklemmen bestückt.

Transparente Steuerstromkreise

Herz des Control-Plex-Verteilers sind die elektronischen Sicherungsautomaten ESX50D-S. Die steckbaren Geräte gibt es in zwei verschiedenen Parametrier-Varianten, mit denen der Nennstrom entweder per Software über die interne Kommunikations-Schnittstelle oder offline über Wahlschalter eingestellt wird. Eine mehrfarbige LED gibt den jeweiligen Betriebszustand des Lastkreises vor Ort im Schaltschrank an. Über den eingebauten Steuerschalter kann jeder Stromkreis rückgesetzt oder zur Fehlersuche gezielt abgeschaltet werden. Zusätzlich sind Warn-Grenzwerte für den Laststrom zwischen 50 und 100 % konfigurierbar. Ein Detail, das bei der Inbetriebnahme eine Prognose des Auslastungsgrads der einzelnen Schutzschalter ermöglicht. Für alle üblichen Steuerungs-Komponenten der DC-24-V-Ebene bietet der ESX50D eine einzige Abschaltkennlinie für alle Lastarten wie kapazitive Last bis 40  000 µF und kleine DC-Motoren. Die in dieser Kennlinie integrierte Strombegrenzung gewährleistet, dass im Kurzschlussfall die Steuerspannung stabil bleibt und alle anderen Verbraucher unbeeinflusst weiter arbeiten.

 Die elektronischen Sicherungsautomaten erfassen alle wesentlichen Kenngrößen eines Lastkreises.

Die elektronischen Sicherungsautomaten erfassen alle wesentlichen Kenngrößen eines Lastkreises.E-T-A

Eingangsspannung, Laststrom, Lastspannung, Grenzwerte, Gerätetemperatur jedes einzelnen Lastkreises überträgt jeder Sicherungsautomat direkt zur Application-CPU. Die Weitergabe dieser Messwerte an die übergeordnete Steuerungstechnik erfolgt dann künftig über diverse Kommunikationsschnittstellen wie Profinet, Profibus, Ethernet/IP, Interbus, Modbus. Informationen über die Systemspannung (DC 24 V o.k.) und die Stati je Kanal (Überlast/Kurzschluss) runden die Meldungen ab.

Die Adressierungen der Steckplätze sind ab Werk fest implementiert. Dies ermöglicht ein Plug and Play und Hot-Plug und bietet darüber hinaus eine Reihe von Vorteilen bei Projektierung, Inbetriebnahme, Erweiterung und Instandhaltung. Beispielsweise ist die Schutzschalter-Funktion der ESX50D immer gewährleistet, da die Steckplätze stets autark als Überstromschutz arbeiten, auch ohne Betrieb über die Kommunikations-Schnittstellen.

Energiemanagement per Fernabschaltung

Speziell für das Energiemanagement von Maschinen und Anlagen, wie es beispielsweise das Profi-Energy-Profil definiert, ist die Fernsteuerbarkeit jedes einzelnen DC-24-V-Lastkreises ein wichtiges Kriterium: On/Off und Reset sowie die Einstellung von Einschaltverzögerungen und Abschaltsequenzen können per Software ­ohne zusätzliche Hardware-Verdrahtung parametriert werden. Damit lässt sich der Energieverbrauch von Montagelinien und Schweißroboterzellen in der Automobilproduktion gezielt steuern, sowohl im Betrieb, als auch bei geplanten oder ungeplanten Stillständen in der Anlage.

Mittels Parametriersoftware lässt sich das Auslöse- und Einschaltverhalten der Sicherungsautomaten individuell konfigurieren und analysieren.

Mittels Parametriersoftware lässt sich das Auslöse- und Einschaltverhalten der Sicherungsautomaten individuell konfigurieren und analysieren.E-T-A

Die Konfigurations-Software mit einer selbsterklärenden Benutzeroberfläche unterstützt bei Inbetriebnahme, Wartung oder Erweiterungen und ermöglicht einen schnellen Blick auf den Status aller Lastkreise. Zudem zeigt ein stilisiertes Amperemeter die Gesamtauslastung des DC-24-V-Netzteils.

Das System ist über USB oder über die ­externe Busschnittstelle des Kommunikationsmoduls parametrierbar. Sämtliche Einstellungen wie der Nennstrom (1 bis 10 A), Grenzwerte für den Laststrom, Einschaltsequenzen werden intern in der Application-CPU und extern in der Software der Kommunikationsebene gespeichert. Alle künftigen Änderungen oder ein Gerätetausch bleiben somit nachvollziehbar im elektronischen Logbuch oder auch auf einem Web-Server dokumentiert.

Im Menü-Punkt Aktionen erfolgt für jeden Steckplatz die Parametrierung von Nennstrom, Einschaltverhalten und Einschaltverzögerung sowie die Grenzwerteinstellungen für den Laststrom. Eine einzige elektronische Standardkennlinie, die alle Lastarten abdeckt, erleichtert hier die Projektierung der 24-V-Ebene. Diese Charakteristik gewährleistet, dass auch bei Kurzschluss oder Überlast die Ausgangsspannung des Netzteils konstant bleibt und nur der fehlerhafte Stromkreis selektiv abgeschaltet wird. Alle Überstromschutz-Parameter (Überlastschwellen, Strombegrenzung, Abschaltzeiten) sind standardmäßig nicht zugänglich und werden nur bei speziellen Anwendungen (zum Beispiel mit DC-Motoren) freigegeben. Ein Fehlerspeicher zeigt die Ursache und auch die Anzahl der Überstromauslösungen (Kurzschluss oder Überlast) an – für die Instandhaltung eine wertvolle Info bei der Fehlersuche.

 Die Oszilloskop-Funktion zeichnet den Strom- und Spannungsverlauf vor dem Auslösen auf, beide liefern wichtige Hinweise auf die Fehlerursache. Im Bild ist ein schleichender Kurzschluss in einem DC-24-V-Lastkreis dargestellt, der zu einer Überstromabschal

Die Oszilloskop-Funktion zeichnet den Strom- und Spannungsverlauf vor dem Auslösen auf, beide liefern wichtige Hinweise auf die Fehlerursache. Im Bild ist ein schleichender Kurzschluss in einem DC-24-V-Lastkreis dargestellt, der zu einer ÜberstromabschalE-T-A

Zudem erfassen die Sicherungsautomaten permanent Messwerte wie Strom und Spannung des jeweiligen Lastkreises, die Systemspannung und auch die interne Gerätetemperatur und übertragen die Werte zur Application-CPU. Diese Daten können über USB oder die externe Kommunikations-Schnittstelle ausgelesen werden, um beispielweise im Probelauf einer Maschine eine repräsentative Leistungsbilanz der Stromkreise zu erhalten. Der für jeden Kanal ebenfalls integrierte Historienspeicher für Ausgangsspannung und Laststrom bietet nach einer Überstromschutzabschaltung dem Instandhalter eine wertvolle Unterstützung für die schnelle Fehlerlokalisierung. Das System speichert den Verlauf der beiden Messwerte quasi als ‚Oszilloskop-Bilder‘. Die Auswertung der Diagramme unterstützt künftig eine Anleitung im Klartext. Schließlich sollen die Maschinen permanent laufen – und nicht die Instandhalter.