Wie e-Fuses Systemausfälle vermeiden und Design vereinfachen

In der industriellen Automatisierung steigen die Anforderungen an die Stromverteilung kontinuierlich. Komplexe Lastprofile, empfindliche Steuerungen und eine wachsende Zahl von Teilsystemen machen zuverlässige Schutzmechanismen unverzichtbar. Herkömmliche Sicherungen oder Schutzschalter stoßen dabei zunehmend an ihre Grenzen. Was also tun, wenn einfache Überstromsicherungen nicht mehr ausreichen und gleichzeitig Flexibilität, Diagnosefähigkeit und geringe Ausfallzeiten gefordert sind?

Die Schwächen klassischer Schutztechnik

In vielen industriellen Stromversorgungssystemen kommen nach wie vor konventionelle Sicherungen oder thermisch-magnetische Schutzschalter zum Einsatz. Diese erfüllen ihren Zweck zuverlässig – allerdings oft mit Einschränkungen. Vor allem bei kurzzeitigen Überlasten, wie sie beim Einschalten induktiver oder kapazitiver Lasten auftreten, reagieren sie entweder zu früh oder zu spät. Auch nichtlineare Lastverläufe bringen klassische Schutzkomponenten schnell an ihre funktionalen Grenzen. Hinzu kommt: Wenn ein einzelner Kanal ausfällt, ist häufig das gesamte System betroffen. Das führt zu unnötigen Ausfallzeiten, erschwert die Wartung und kann im Ernstfall sicherheitskritisch sein.

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Aktuelle Anforderungen brauchen intelligente Schutzlösungen

Vor diesem Hintergrund wünschen sich Entwickler zunehmend Schutzsysteme, die selektiv und schnell auf Fehler reagieren, gleichzeitig aber auch zwischen temporären Lastspitzen und echten Kurzschlüssen unterscheiden können. In vielen Anwendungen ist es entscheidend, dass bestimmte Lasten priorisiert behandelt werden. Wie etwa Steuerungen oder Sicherheitsfunktionen, die auch bei Fehlern möglichst lange mit Energie versorgt bleiben sollen. Ebenso wichtig ist eine einfache Integration in bestehende Systeme, idealerweise ohne zusätzliche Steuerlogik oder proprietäre Schnittstellen. Diese Anforderungen adressiert RECOM mit der e-Fuse-Serie RACPRO1-4SP, die Rutronik als zuverlässige Schutz- und Steuerlösung für industrielle Anwendungen anbietet.

Vier Kanäle mit individueller Kontrolle

Die Module der RACPRO1-4SP-Serie bieten vier separat steuerbare elektronische Sicherungskanäle in einem kompakten DIN-Schienen-Gehäuse. Jeder Kanal kann hinsichtlich Stromgrenze, Fehlerverhalten und Ansprechzeit individuell eingestellt werden. Im Normalbetrieb tolerieren die Module Überlasten von bis zu 150 Prozent der Nennlast für eine Dauer von bis zu fünf Sekunden. Diese Fähigkeit erlaubt den sicheren Start kapazitiver oder induktiver Verbraucher, ohne dass es zu Fehlauslösungen kommt. Bei einer anhaltenden Überlast oder einem Kurzschluss reagiert der betroffene Kanal innerhalb von weniger als 100 Millisekunden, während alle anderen Ausgänge unbeeinträchtigt weiterarbeiten. So wird selektiver Schutz gewährleistet, ohne die Gesamtfunktion des Systems zu beeinträchtigen.

Priorisierte Laststeuerung

Ein zentrales Merkmal der RACPRO1-4SP-Serie ist die Fähigkeit zur systematischen Lastpriorisierung. Beim Einschalten werden die vier Kanäle nacheinander aktiviert. Dadurch verteilt sich der Einschaltstrom gleichmäßig über die Zeit, was die Stromversorgung entlastet und die Netzstabilität verbessert. Im Fehlerfall oder bei Unterspannung wird die Abschaltung in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt: weniger kritische Verbraucher werden zuerst vom Netz getrennt, während essenzielle Systeme, wie etwa die Steuerungseinheit, möglichst lange aktiv bleiben. Diese Funktion ist integraler Bestandteil des Moduls und erfordert keine zusätzliche externe Logik.

Fehlerdiagnose statt Fehlersuche

Neben Schutz und Steuerung ermöglicht das Modul eine detaillierte Echtzeitdiagnose. Farbcodierte LED-Anzeigen visualisieren Lastzustände und Fehler präzise, etwa ob der Strom innerhalb der zulässigen Grenze liegt, sich im oberen Bereich befindet oder eine Überlast vorliegt. Das Verhalten bei Fehlern kann über DIP-Schalter an die jeweilige Anwendung angepasst werden. Im sogenannten Hiccup-Modus prüft das Modul in festgelegten Intervallen, ob der Fehler weiterhin besteht. Wird er behoben, erfolgt ein automatischer Neustart des betreffenden Kanals.

Im alternativen Latch-Modus hingegen bleibt der betroffene Ausgang deaktiviert, bis ein manueller oder externer Reset erfolgt. Diese Flexibilität ermöglicht eine genaue Anpassung an unterschiedliche Applikationsanforderungen: von selbstheilenden Systemen bis hin zu sicherheitskritischen Steuerungen mit verriegelndem Fehlerverhalten.

Geeignet für anspruchsvolle Lasten

Die RACPRO1-4SP-Serie ist speziell für reale industrielle Anforderungen ausgelegt. So kann das Modul auch hochkapazitive Lasten von bis zu 20.000 Mikrofarad sicher einschalten – ein Bereich, in dem viele Pulsweitenmodulation-basierte Schutzlösungen versagen. Durch die integrierte Softstart-Funktion erfolgt der Spannungsanstieg kontrolliert und linear, was die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der angeschlossenen Komponenten erhöht. Auch bei gleichzeitigem Volllastbetrieb auf allen Kanälen bleibt das Verhalten reproduzierbar und stabil.

Einfache Integration in bestehende Systeme

Für die praktische Umsetzung im Schaltschrank wurde auf einfache Installation und Systemintegration geachtet. Werkzeuglose Push-in-Klemmen erleichtern die Verdrahtung, gepaarte Ein- und Ausgänge erlauben eine platzsparende Reihenschaltung mehrerer Module. Ein potentialfreier DC-OK-Ausgang stellt den Systemstatus für die Anbindung an übergeordnete Leitsysteme bereit. Der externe Reset-Eingang ermöglicht die Rücksetzung verriegelter Fehlerzustände aus der Ferne, zum Beispiel per SPS oder SCADA. Zudem teilen sich die 5-A- und 10-A-Varianten dasselbe Gehäuseformat, was eine einfache Skalierung erlaubt, ohne das Layout ändern zu müssen.

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Intelligenter Schutz mit System

Mit der RACPRO1-4SP-Serie liefert RECOM eine zukunftssichere Alternative zur klassischen Sicherungstechnik. Die Module vereinen intelligente Fehlererkennung, selektive Abschaltung, priorisierte Laststeuerung und Diagnosefähigkeit in einem einzigen Baustein – kompakt, effizient und anpassbar. Für Entwickler industrieller Anwendungen bedeutet das: mehr Kontrolle, höhere Verfügbarkeit und geringerer Wartungsaufwand.

Als Technologiepartner bietet Rutronik nicht nur den Zugang zu diesen innovativen Schutzlösungen, sondern begleitet Kunden auch mit technischem Know-how, Design-in-Support und logistischer Flexibilität – von der Entwicklung bis zur Serienfertigung. (na)