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Wo genau sind die unterbrechungsfreien Stromversorgungen von Phoenix Contact in der Kläranlage im Einsatz?

Dirk Kuchenbecker: Es gibt eine USV, die eine SPS ILC 330 puffert, und zwar für den Fall, dass die Netzversorgung vom EVU ausfällt. Hier ist ein Notstromgenerator verbaut, der dann automatisch anläuft. Aber in der Übergangszeit, bis der Generator synchronisiert ist und bis er das Netz auch speist, vergehen zwischen 15 und 25 Sekunden. In der Zeit würden dann alle Systeme runterfahren, die nicht gepuffert wären. Diese Zeit überbrücken wir mit der USV von Phoenix Contact.

Wie oft kommt denn ein Netzausfall vor?

Dirk Kuchenbecker: Mindestens einmal im Monat, weil wir dann die USV testen. Bei allen Anlagen wird einmal im Monat geprüft, ob die automatische Spannungswiederkehr auch funktioniert. Wenn das EVU-Netz wieder da ist, werden beide Netze erst synchron gefahren, das heißt der Generator regelt sich dem EVU-Netz nach. Wenn sie dann synchron sind, wird wieder übergeschaltet. Das Überschalten würde aber erneut einen Wischer produzieren, die Systeme würden also wieder runter- und rauffahren. Und um das zu vermeiden, bringt die USV die konstante Stromspannungs-Versorgung von 24 Volt.

Wie oft ist denn der Strom wirklich schon mal ausgefallen?

Dirk Kuchenbecker: Ich sage mal drei-, viermal in zwei bis drei Jahren, wegen Unwetter. Also einmal pro Jahr kann es passieren. Aber Störungen in Umspannwerken sind natürlich mittlerweile auch ein Thema.

Und was hatten Sie vorher als USV im Einsatz?

Dirk Kuchenbecker: Gar keine.

Und was haben Sie dann mit den 30 Sekunden Ausfallzeit gemacht?

Dirk Kuchenbecker: Damit haben mehr schlecht als recht leben müssen. Damals sind hier sieben, acht oder neun SPSen im Einsatz gewesen. Die Störmeldung war eine Sammelstörung. Und die ging über die Stadtwerke Hameln. Die riefen dann an und haben gesagt: „Hier ist eine Störung auf der Anlage.“ Man hat also keine Qualifizierung der Störung gehabt. Das ist erst mit der Inbetriebnahme der SPS von Phoenix Contact und der Installation des Fernwirksystems durch den Systemintegrator Ipatec anders geworden, weil wir vereinzeln können. Und wir haben mit der Einführung der Komponenten von Phoenix Contact auch ein Fernwirksystem angeschafft. Das heißt, zum einen loggen wir die ganzen Daten mit, permanent, gerichtsfest, zum anderen gibt es ein Visualisierungsprogramm, mit dem wir von überall aus auf die Anlage zugreifen können. Außerdem haben wir mit Melsys noch ein Störmeldesystem anhängig, bei dem wir auch qualifiziert Störmeldungen rausgeben können.

Es ging also hauptsächlich darum, diese Ausfallzeiten zu vermeiden?

Dirk Kuchenbecker: Mit den Ausfallzeiten, bis das andere Netz wieder da ist, ist es nicht getan. Das ganze System muss ja erst wieder hochfahren. Das dauert dann natürlich deutlich länger und ist fehleranfällig. Never touch a running system. Es ist einfacher, wenn man es weiterlaufen lässt.

Und warum haben Sie gerade diese USV genommen?

Dirk Kuchenbecker: Weil sie grün ist [lacht] und wir Vertrauen dazu haben. Phoenix Contact ist für uns ein Garant der Erreichbarkeit. Wir sitzen genau zwischen dem neuen Sitz und der Zentrale in Blomberg, wie die Spinne im Netz. Alles, was von der Automatisierung nach Blomberg ins Lager gebracht wird, fährt bei uns an der Tür vorbei. Wenn wir Material bestellen, können wir es innerhalb von zwei Stunden abholen. Im schlimmsten Fall würde es uns wahrscheinlich sogar noch jemand bringen. Als die USV herauskam, haben wir damit angefangen unser Notstromsystem umzustellen. Nicht alles auf einen Schlag, aber kontinuierlich. Der Platzbedarf spielt eine Rolle und auch die Wirtschaftlichkeit. Die Ersatzteilversorgung ist das Dritte.

Ortswechsel: Es geht vom Klärwerk in Lügde in den 4 km entfernten Phoenix-Contact-Sitz in Bad Pyrmont.

Was ist der Unterschied zwischen der bisherigen USV und der ­neuen Quint USV IQ? Was bedeutet das ‚IQ‘?

Hartmut Henkel: IQ heißt das Gerät, weil es intelligenter ist. Der größte Schwachpunkt bei der USV ist die Batterie. Wir haben daher von Anfang an hochwertige Panasonic-Akkus verwendet, die eine Lebensdauern von sechs bis neun Jahren haben. Trotzdem kam es vor, dass Kunden bereits nach einem Jahr Probleme mit dem Akku hatten. Vor Ort haben wir dann festgestellt, dass Umgebungsbedingungen von 50 °C nicht zu vermeiden waren. Da ist auch der beste Akku nach einem Jahr verschlissen. Unsere IQ Technology bietet eine Lösung für genau das Problem. Der Anwender bekommt zum einen eine Meldung, wann der Akku verbraucht ist. Damit ist der Service planbar. Zum anderen haben wir einen kompletten Energiespeicher-Baukasten aufgebaut, der heute aus Bleibatterien, Lithium-­Ionen- und Doppelschicht-Kondensatoren besteht. Solche Kondensator-Module halten auch bei Umgebungsbedingungen von 50 °C mehr als acht Jahre.

Anja Moldehn: Es gibt ‚State of Health‘, also die verbleibende Lebenserwartung des Energiespeichers, die frühzeitig vor einem Ausfall warnt. Dann ‚State of Charge‘, den aktuellen Ladezustand und die Restlaufzeit des Energiespeichers, und ‚State of Function‘ zur Ermittlung der gegenwärtigen Leistungsfähigkeit des Energiespeichers.

Hartmut Henkel: Wenn bislang die Netzspannung weggefallen ist, schaltet die USV auf den Energiespeicher um. Der aktuelle Energieinhalt der Batterie ist jedoch nicht bekannt. Eine solche USV kann daher nur zum sicheren Herunterfahren einer Steuerung oder Anlage eingesetzt werden. Unsere IQ Technology erkennt jedoch den Batterieinhalt und kann deshalb viel mehr. Die Anlage muss nicht heruntergefahren werden. Sie läuft einfach weiter.

Also soll die USV mehr machen als nur dafür da zu sein, die Anlage in einen sicheren Zustand zu bekommen? Sie soll wirklich überbrücken.

Hartmut Henkel: Genau. Bei uns im Werk muss der Maschinenpark je nach Kundenauftrag oft sehr flexibel neu zusammengestellt werden. Dazu müssen nicht nur die Maschinen, sondern auch alle Steuerungen heruntergefahren werden. Mit unseren IQ-Geräten ziehen sie den Stecker raus und wissen genau, dass sie vier Stunden Zeit haben, um die Maschine auf die andere Seite der Halle zu transportieren. Dort stecken sie, vereinfacht gesagt, den Stecker wieder in die Dose und starten die Produktion. Um das synchrone Hochfahren der Steuerungen müssen sie sich keine Gedanken machen.

Und die USV kann dann die Daten auch an übergeordnete Leit- und Steuersysteme weitergeben?

Anja Moldehn: Ja, genau. Herr Kuchenbecker nutzt für die Weitergabe von Daten die Datenschnittstelle. Er kann mit einem Kabel vom Notebook auf die USV zugreifen. In der Software ist das System abgebildet, welche Stromversorgung, welche USV und welcher Energiespeicher im Einsatz sind. Und die Werte SOC, SOH und SOF sind immer online dargestellt. Herr Kuchenbecker kann sich das Logging ansehen. Über verschiedene Datenkabel kann er auch direkt auf eine Steuerung gehen. Oder er nutzt die SPS als Gateway, geht über die RS232-Schnittstelle und kann sich bestimmte Werte für übergeordnete Systeme rausziehen.

Was ist das für eine Datenschnittstelle?

Hartmut Henkel: Der Data-Port dient zur Kommunikation zwischen USV-Modulen und der übergeordneten Steuerung. Diese Systemschnittstelle finden Sie auf vielen Elektronik-Produkten von Phoenix Contact. Der Clou ist, dass der Port sehr kostengünstig aufgebaut ist. Für Anwender, die die Schnittstelle nicht benötigen – und das sind heute noch die meisten – entstehen also keine Mehrkosten. Die eigentlichen Kosten für die Elektronik haben wir in die Datenkabel verlagert. Zur Zeit gibt es Adapter für USB, RS232, Mini DIN, einen Memory Stick, mit dem Einstellungen auf weitere USVen übertragen werden können, sowie jede Menge Funktionsbausteine.

Die Batterien an sich sind natürlich ein ganz entscheidender Faktor. Welche Batterien kommen denn zum Einsatz?

Hartmut Henkel: Für High-End-Anwendungn haben wir Doppelschicht-Kondensatoren der neusten Generation im Programm. Bei 20 °C beträgt die Lebenserwartung mehr als 20 Jahre und bei vergleichbarem Energiegehalt wiegen die Module nicht einmal halb so viel wie ein Blei-Akku.

Anja Moldehn: Und das Schöne ist, die Doppelschickt-Kondensatoren lassen sich auch auf die Tragschiene rasten, die sind für so einen Energiespeicher noch handlich.

Hartmut Henkel: Als nächstes gibt es Lithium-Ionen-Batterien, die haben auch eine sehr lange Lebensdauer, sind extrem leicht und speichern länger als CAPs. Dann umfasst unser Portfolio Weitbereichtemperatur-Bleibatterien von -40 bis 60 °C und für preissensible Anwendungen Bleiakkus von Panasonic. Das heißt, wir sind der einzige Hesteller, der die Intelligenz, die Fernüberwachung und einen kompletten Energiebaukasten mit mehr als 700 Kombinationsmöglichkeiten hat.

Aber die Akkus sind schon Phoenix-Contact-Akkus, man könnte jetzt nicht einfach sagen, ich packe meine alten rein?

Anja Moldehn: Wir verwenden Akkus von Panasonic. Prinzipiell kann man auch andere Akkus anschließen, aber dann funktioniert die Erkennung nicht. Wir haben an jeder dieser Energiespeicher ein drittes Signalkabel. Das ist für das Erkennen und das Messen natürlich Voraussetzung.

Hartmut Henkel: Die Energiespeicher sind in einem robusten Metallgehäuse untergebracht. Über eine frontseitige Klappe lassen sich die Akkus einfach wechseln. Zusätzlich gibt es in jedem Batteriegehäuse eine Platine mit Mikroprozessor. Dieser meldet den Energiespeicher automatisch an der USV an und erkennt wichtige Umgebungsbedingungen, auf die sich die USV einstellt. Das erhöht die Lebenserwartung der Energiespeicher.

Jetzt haben wir auch schon so ein bisschen etwas über die Software gehört, mit der ich mir die Meldung weitergeben lassen kann und die USV auch programmieren kann. Das klingt kompliziert und nicht nach Plug and Play.

Anja Moldehn: Die Geräte werden mit einer Werkseinstellung ausgeliefert, die für die meisten Applikationen optimal funktioniert. Hier kauft der Kunden ein Plug-und-Play-Produkt. Mit über 30 unterschiedlichen Einstellungen lässt sich die USV aber auch an viele spezielle Applikationen anpassen, für die man früher eine Sonderlösung gebraucht hätte. Und das Schöne ist, dass die einmal vorgenommene Einstellung auf einem Memory Stick abgelegt werden kann und sich somit jederzeit einfach auf alle weiteren USVen übertragen lässt.

Im Winter gab es das große Thema, dass die Stromversorgung in Deutschland immer unzuverlässiger wird. Da haben die Medien ein wenig Panik geschürt. Kommen jetzt auf einmal Leute auf Phoenix Contact zu und sagen: „Oh mein Gott, ich habe gehört, die Stromnetze werden immer unzuverlässiger, ich brauche eine USV.“?

Anja Moldehn: Ich glaube, dass ein Netzausfall heute viel gravierendere Folgen hat als früher. Ich weiß noch, als wir mit den ersten USVen angefangen haben, war ich mal bei einem Logistiker. Dem war das Netz ausgefallen. Er wusste nicht mehr, wo die Pakete stehen. Die Mitarbeiter haben alles zurück geräumt, mussten neu einscannen und ganz von vorne anfangen. Sie haben eine Woche gearbeitet, bis sie wieder den Status quo hatten. nach so einem Vorfall fragen die Anwender auch nicht mehr nach einem Preis. Das ist einfach uninteressant. Sie wollen eine USV haben, damit sie wissen, wo die Päckchen stehen.