Power Reliability für hohe Anlagenverfügbarkeit

Phoenix Contact versteht unter dem Begriff Power Reliability ein umfassendes Konzept zur Sicherstellung der Anlagenverfügbarkeit in industriellen Anwendungen. Dabei geht es nicht nur um die Bereitstellung elektrischer Energie, sondern um ein intelligentes Zusammenspiel aus Stromversorgung, Schutz, Überwachung und Kommunikation. Ziel ist es, eine durchgängige Transparenz über das Energiesystem zu schaffen, Fehler frühzeitig zu erkennen und Ausfälle proaktiv zu vermeiden (Bild 1).

Power Reliability bedeutet also maximale Betriebssicherheit durch intelligente Systemintegration. Das Produktportfolio von Phoenix Contact bietet dazu optimal aufeinander abgestimmte Produktkombinationen, die spezifische Anforderungen in der industriellen Energieversorgung adressieren. Die einzelnen Kombinationen stellen neben technischen Vorteilen auch wirtschaftliche Mehrwerte durch reduzierte Stillstandzeiten, einen geringeren Wartungsaufwand sowie eine vereinfachte Einbindung in bestehende Systeme zur Verfügung. Fünf Beispiele verdeutlichen den Vorteil, der sich aus dem Zusammenspiel der Geräte ergibt.

Schutz vor transienten Überspannungen 

Die Kombination aus der Stromversorgung Quint Power und dem Überspannungsschutz PLT-SEC schützt die Stromversorgung zuverlässig vor transienten Überspannungen, wie sie durch Blitzeinschläge oder Schaltvorgänge entstehen können. Die Stromversorgung ist mit einer hohen Störfestigkeit ausgestattet, während der Überspannungsschutz für eine schnelle Reaktionszeit und eine lange Lebensdauer steht. Der Vorteil des Zusammenspiels liegt in der deutlichen Verlängerung des Nutzungszeitraums der Stromversorgung. Zudem bleibt die Anlage selbst bei externen Störungen betriebsbereit (Bild 2).

Stromversorgungsarchitekturen begrenzen New-Space-KI-Missionen

Mit steigender KI-Rechenleistung im Orbit rückt die Energieversorgung in den Mittelpunkt. Stromversorgungsarchitekturen bestimmen zunehmend, wie effizient, stabil und zuverlässig moderne New-Space-Missionen technisch umgesetzt werden können.

Ken Coffman

Senkung des Verdrahtungsaufwands

Die Stromversorgung Trio Power vereint die Stromversorgung und den elektronischen Geräteschutz in einem kompakten Gehäuse. Die Integration spart Platz im Schaltschrank, verringert den Verdrahtungsaufwand und erhöht ferner die Verfügbarkeit durch ein intelligentes Lastmanagement. Das intelligente Lastmanagement beschreibt den Lastabwurf bei Überlast zum Schutz parallel geschalteter Verbraucher. Aufgrund der IO-Link-Schnittstelle lassen sich Diagnose- und Konfigurationsdaten einfach auslesen. Darüber hinaus senkt die Produktkombination den Verdrahtungsaufwand um bis zu 70 Prozent und erleichtert die Inbetriebnahme durch vorkonfigurierte Parameter (Bild 3).

Unterbrechungsfreie Energieversorgung bei einem Netzausfall

Das Zusammenspiel der unterbrechungsfreien Stromversorgung Quint DC-USV und des Batteriemoduls sorgt dafür, dass die Energieversorgung bei einem Netzausfall unterbrechungsfrei weiterläuft. Die intelligente Quint DC-USV steigert die Anlagenverfügbarkeit durch das Batteriemanagementsystem mit IQ Technology und einen starken Batterielader. Die IQ Technology überwacht kontinuierlich den Batterieladezustand und gleichzeitig die restliche Lebensdauer. Zusätzlich erfolgen eine automatische Batteriedetektion und Ladestromanpassung in Abhängigkeit von den Einsatzbedingungen und dem Batterietyp. Mithilfe eingebauter Ethernet-Schnittstellen lässt sich die Lösung problemlos in etablierte industrielle Netzwerke integrieren, wodurch eine vorausschauende Wartung erreicht wird (Bild 4).

Nachrüstung eines Energie-Monitoring

Mit dem Energiemessgerät EMpro und einer Rogowski-Spule lassen sich vorhandene Anlagen einfach zur Energieüberwachung nachrüsten. Die Rogowski-Spule ermöglicht eine berührungslose Strommessung, während das EMpro-Gerät die Daten aufbereitet und über verschiedene Schnittstellen bereitstellt. Das erlaubt eine schnelle Installation ohne Anlagenstillstand sowie eine mühelose Einbindung in Energiemanagementsysteme (Bild 5).

Solid-State-Transformatoren für neue Netze

Solid-State-Transformatoren gewinnen für KI-Rechenzentren, Ladeinfrastruktur und industrielle Mikronetze an Bedeutung. Infineon und DG Matrix setzen dabei auf SiC-Technologie, um Effizienz, Leistungsdichte und Steuerbarkeit der Stromumwandlung gezielt zu verbessern.

Durchgängige Kommunikation und Überwachung

Die Kombination aus der Stromversorgung Quint Power und dem Geräteschutzschalter-System Caparoc erweist sich als gutes Beispiel für die Umsetzung des Power-Reliability-Konzepts. Sie bietet nicht nur eine zuverlässige Stromversorgung, sondern auch eine durchgängige Kommunikation und Überwachung von der Einspeisung bis zum einzelnen Verbraucher. Unterschiedliche Schnittstellen wie Profinet, Ethernet/IP, Ethercat, Modbus oder IO-Link sorgen für einen nahtlosen Datenaustausch zwischen Stromversorgung, Geräteschutz und Steuerungsebene. Alle relevanten Daten – wie Stromaufnahme, Spannung, Temperatur, Lastverteilung und Fehlerzustände – werden in Echtzeit erfasst und übermittelt. Das schafft eine neue Dimension der Transparenz im Schaltschrank (Bild 6).

Durch die permanente Überwachung lassen sich Fehler und Wartungsbedarfe frühzeitig erkennen und beheben, bevor sie den Fertigungsprozess beeinflussen. Lastprofile innerhalb der Anlage können analysiert und optimiert werden. Auf diese Weise wird stets lediglich so viel Energie verwendet, wie es der Prozess benötigt. Ein integrierter Webserver ermöglicht den Zugriff auf sämtliche Systemdaten über einen Standardbrowser. Das erleichtert die Inbetriebnahme, Wartung und Fehleranalyse erheblich. Konfigurationsänderungen lassen sich direkt über die Weboberfläche vornehmen. Zudem können bis zu 20 Geräteschutzschalter-Module kombiniert sowie werkzeuglos ausgetauscht und erweitert werden, was eine hohe Flexibilität bei der Projektierung und im laufenden Betrieb eröffnet.

Die Selective Fuse Breaking (SFB)-Technologie von Quint Power löst die Leitungsschutzschalter bei einem Kurzschluss gezielt aus, ohne dass andere Lasten beeinträchtigt werden. Dies erhöht die Betriebssicherheit und verhindert Kaskadeneffekte im Fehlerfall. Elektronische Schutzschalter profitieren im Fehlerfall ebenfalls von der SFB-Technologie. Denn nicht alle Geräte verfügen über eine aktive Strombegrenzung, die einen Spannungseinbruch im System im Kurzschlussmoment verhindert. Die kurzzeitige Leistungsreserve begünstigt auch hier ein stabiles System ohne längere Spannungseinbrüche im Fehlerfall.

Fazit

In Zeiten zunehmender Digitalisierung und Automatisierung wird die Energieversorgung zur strategischen Komponente industrieller Anlagen. Mit dem Konzept der Power Reliability bietet Phoenix Contact eine zukunftssichere Lösung, die weit über die klassische Stromversorgung hinausgeht. Die Kombination aus intelligenter Hardware, durchgängiger Kommunikation und modularer Erweiterbarkeit erlaubt ein hohes Maß an Transparenz, Sicherheit und Effizienz. (na)