07.10.2020

Intelligente Absicherung und Stromverteilung

Kundengerecht durch Modularität

Die Maschinen- und Anlagenverfügbarkeit, vorbeugende Wartung und die Analysemöglichkeiten nehmen einen immer größeren Anteil bei der Planung und Konstruktion von Produktionsanlagen ein. Grundvoraussetzung dafür sind die durchgängige Kommunikation über die unterschiedlichen Ebenen der Steuerungspyramide sowie die Erfassung von Messwerten und deren Analyse. Mit dem Bus-Controller CPC12 und den Sicherungsautomaten des intelligenten Rex-Systems verfolgt die Firma E-T-A Elektrotechnische Apparate genau diesen Ansatz.


Der Bus-Controller CPC12 verbindet das System mit den übergeordneten Steuerungsebenen.
Bild: E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbH

Dieses System sorgt für mehr Transparenz und Stabilität auf der 24VDC-Steuerspannungsebene. Die unterschiedlichen Sicherungsautomaten des intelligenten Rex-Systems gewährleisten eine verlässliche und stabile Versorgung der angeschlossenen Aktoren und Sensoren. Der Bus-Controller CPC12 verbindet das System mit den übergeordneten Steuerungsebenen. Dadurch sind die wesentlichen Informationen der 24VDC-Spannungsebene im gesamten System als Überblick oder auch detailliert verfügbar.

Einfache Erweiterung möglich

Das Rex-System ist ein intelligentes Stromverteilungs- und absicherungssystem für die 24VDC-Spannungsebene. Es besteht aus verschiedenen elektronischen Sicherungsautomaten zur selektiven Absicherung der Verbraucher, den Potentialmodulen für die Verteilung und Vervielfachung der gesicherten Lastausgänge und dem Bus-Controller CPC12. Dieser sammelt die Daten der elektronischen Sicherungsautomaten ein und überträgt sie zu den übergeordneten Steuerungssystemen. Ein weltweit einzigartiges modulares Verbindungs- und Montagekonzept verbindet die unterschiedlichen Komponenten des Systems. Jedes Modul verfügt über einen Verbindungsbügel an der Rückseite. Dieser sorgt für eine schnelle und zuverlässige Aneinanderreihung der Geräte. Dadurch ist im Gegensatz zur Verwendung von Stromschienen oder Verbindungssockeln eine Erweiterung des Systems sehr einfach möglich. Weiterhin benötigt das System keine zusätzlichen Zubehörteile, was die Lagerhaltung und die Konstruktion des Stromverteilungssystems im Schaltschrank vereinfacht. Im Maschinen- und Anlagenbau werden überwiegend primär getaktete 24VDC-Schaltnetzteile verwendet. Dies korreliert mit der maximal möglichen Stromverteilung des Systems. An das Einspeisemodul lassen sich somit bis zu 40A anschließen und dann die elektronischen Sicherungsautomaten anreihen. Deren Baubreite beträgt 12,5mm. Daher ist mit diesem System eine kompakte und modulare Stromverteilung realisierbar.

Leichtere Anpassung an Kundenanforderungen

Mit dem Rex12D verfügte das System bisher über einen elektronischen Sicherungsautomaten für den Nennstrombereich von 1 bis 10A. Der neu entwickelte Rex22D erweitert nun sowohl dieses System als auch den Nennstrombereich auf bis zu 20A. Damit wird das Portfolio den Veränderungen der Applikationen und den sich ändernden Anforderungen des Kunden gerecht. Der neue Sicherungsautomat ist zwischen einem Nennstrom von 1 bis 20A verfügbar. Darüber hinaus sind auch Versionen mit festen und einstellbaren Stromstärken vorhanden. Damit erfüllt das Rex-Portfolio die unterschiedlichen Philosophien der Elektrokonstruktion. Die eine Seite verwendet ausschließlich Sicherungsautomaten mit festen Stromstärken. Damit ist eine Veränderung der Vorgaben im anschließenden Betrieb nicht möglich und eine Überlastung der Leitung bzw. der Verbraucher ausgeschlossen. Für die Verwendung von einstellbaren Geräten spricht auf der anderen Seite die reduzierte Lagerhaltung. Durch die Einstellbarkeit sind die Geräte flexibel einsetzbar. Die Einstellung der Nennströme erfolgt je nach Typ entweder über die Visualisierung der Steuerung oder mittels Schiebeschalter am Gerät. Dadurch ist das Einstellen und Ablesen der Nennströme auch im spannungslosen Zustand möglich. Beide Varianten bieten dem Kunden die für ihn passende Lösung.

Einschalten induktiver Lasten

Besonders geeignet ist der neue Sicherungsautomat Rex22D für das Einschalten induktiver Lasten wie z.B. von Motoren, Displays, Magnetventilen sowie klassischen Sensoren und Aktoren. Die aktive Strombegrenzung des Sicherungsautomaten ermöglicht eine einschränkungslose Absicherung dieser Lasten. Im Unterschied zu herkömmlichen Sicherungsautomaten begrenzt die Lösung den Ausgangsstrom situativ beim Einschalten oder während einer Auslösung des Gerätes. Im Kurzschlussfall wird somit der fließende Laststrom innerhalb einer vorgegebenen Zeit auf einen definierten Wert des Nennstroms limitiert. Das erlaubt auch die effektive Absicherung von Lasten bei der Verwendung von sehr kleinen Schaltnetzteilen <5A und von Verbrauchern mit langen Zuleitungen.

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Absicherung ganzer Komponentengruppen

Unterschiedliche Potentialverteilerklemmen ergänzen das System, denn sie ermöglichen den Aufbau einer kompakten Stromverteilung und eine auf die Bedürfnisse des Anwenders zugeschnittene Lösung. Die Verteilungsmodule vom Typ PM12-T lassen sich an den Sicherungsautomaten anreihen und können, durch die elektrische Verbindung, den gesicherten Ausgang des Sicherungsautomaten vervielfachen. Dadurch kann die Absicherung ganzer Gruppen von z.B. Sensoren realisiert werden. Dies vervielfacht die Anzahl der möglichen Klemmenpunkte, spart Platz und macht herkömmliche Verteilungsklemmen überflüssig. Das Einspeisemodul EM12-T ermöglicht den Aufbau einer Minus-Verteilung 0V. Dadurch lassen sich die unterschiedlichen Lasten direkt am Stromverteilungs- und Absicherungssystem anschließen. Dieses erhöht die Übersichtlichkeit und ermöglicht dadurch eine ortsnahe und kompakte Verteilung.

Anbindung an Steuerungsebene

Mit dem Bus-Controller CPC12 wird das Rex-System über Profinet und Ethercat sowie zukünftig ebenfalls über Ethernet IP und Modbus TCP an die Steuerungsebenen angebunden. Er verfügt über drei RJ45-Buchsen, wobei die eine Buchse zur Kommunikation mit dem integrierten Webserver und die anderen beiden Buchsen für die Buskommunikation dienen. Über den Webserver kann der Anwender alle Informationen des Systems abfragen. Dadurch kann das Wartungspersonal auch vor Ort alle Informationen des Systems und jedes einzelnen Sicherungsautomaten auslesen. So stehen alle wichtigen Informationen schnell zur Verfügung und ermöglichen eine gezielte Analyse im Fehlerfall. Parallel zum Webserver werden alle Daten ebenfalls der Steuerungsebene bereitgestellt, sodass auch dort alle wichtigen Informationen verfügbar sind. Diese Daten umfassen neben dem Status jedes Sicherungsautomaten auch den durch ihn fließenden aktuellen Laststrom. Die Übertragung beider Informationen geschieht zyklisch. Des Weiteren werden auch Informationen, wie z.B. der Nennstrom des Sicherungsautomaten, der Auslösezähler und im Fehlerfall der Auslösegrund der Steuerung azyklisch zur Verfügung gestellt. Diese kann der Anwender ereignisbedingt abfragen. Weiterhin sind die Sicherungsautomaten komplett parametrierbar. Dabei ist der Grenzwert des Sicherungsautomaten ganzzahlig zwischen 50 und 100 Prozent des Nennstroms einstellbar. Bei Überschreitung dieses Grenzwerts im Betrieb wird eine Warnmeldung erzeugt. Der Bediener wird auf die veränderte Stromaufnahme der Last aufmerksam gemacht und kann die notwendigen Maßnahmen rechtzeitig einleiten. Diese Transparenz im Anlagenverhalten schafft Sensibilisierung bei Veränderungen und erhöht dadurch die Analgenverfügbarkeit. Ebenso lässt sich bei einstellbaren Sicherungsautomaten der Nennstrom der Sicherungsautomaten einstellen. Kommt es zu Anlagenerweiterungen oder zu Änderungen der Konfiguration, ist eine schnelle und einfache Anpassung möglich.

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