Um bei einem Netzausfall wichtige Betriebsfunktionen einer Maschine oder Anlage über einen bestimmten Zeitraum zuverlässig aufrechtzuerhalten, führt im Grunde kein Weg an einer unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV) vorbei. Zu ihren Aufgaben zählt auch, dass die ordnungsgemäße Beendigung des Betriebs gewährleistet werden muss. Denn: Wenn die USV lediglich auf Akku-Betrieb umschaltet, wichtige Aktionen aber ausbleiben, dann kann es bei einem längeren Netzausfall trotzdem zum unkontrollierten Datenverlust kommen – nur eben zeitversetzt.
Aktionen vor dem Absturz
Um genau das zu verhindern, müssen vor Beendigung des Betriebs je nach Applikation mitunter eine ganze Reihe von Maßnahmen durchgeführt werden: Den Zustand von Endschaltern, Inkrementalgebern und anderen Sensoren in einen nichtflüchtigen Speicher der Steuerung kopieren, Berechnungsergebnisse sichern, offene Rezeptur- oder Konfigurationsdateien schließen, Aktoren in Neutralstellung bringen, Benachrichtigungen über den Ausfall und den aktuellen Zustand der Maschine oder Anlage per Email oder SMS versenden, den Programmzyklus beenden und das Betriebssystem der Steuerung ordnungsgemäß herunterfahren. Dies ist notwendig, um ein automatisiertes Anfahren der Maschine oder Anlage nach der Wiederkehr der Netzspannung zu ermöglichen, ohne zuvor langwierige Einstellungen von Hand vornehmen zu müssen. Die USV muss dazu den Netzausfall managen können und individuell auf die jeweiligen Bedürfnisse konfigurierbar sein. Eine Kernaufgabe in diesem Zusammenhang ist es, die Steuerung oder den Industrie-PC unverzüglich über einen Netzausfall zu informieren. Die unterbrechungsfreie Stromversorgung überwacht daher die Eingangsspannung und vergleicht sie mit einem zuvor eingestellten Schwellwert. Ob jedoch tatsächlich eine sofortige Aktion daraus abgeleitet wird, hängt von der jeweiligen Applikation ab.
Der IPC-Modus: dreifach einstellbares Zeitverhalten
Im einfachsten Fall ist die Einstellung einer Pufferzeit vor Ort an der USV ausreichend. In der Regel jedoch ist es nicht sinnvoll, dass die Steuerung gleich bei der kleinsten Netzschwankung mit dem Abschaltvorgang beginnt. Die USV sollte daher die Möglichkeit einer Verzugszeit bieten, in der sie lediglich puffert. Liegt nach Ablauf der Verzugszeit die reguläre Netzspannung immer noch nicht an, gibt die USV der Steuerung das Signal zur Beendigung des Betriebs und zum Herunterfahren des Betriebssystems. Die dafür erforderliche Zeit hängt ebenfalls maßgeblich von der jeweiligen Applikation ab und sollte sich individuell einstellen lassen. Kehrt die Netzspannung während dieses Shutdowns zurück, muss die USV die vollständige Beendigung des Vorgangs abwarten. Erst nach einer weiteren Warte- bzw. Leerlaufzeit darf sie anschließend die Steuerung wieder mit Strom versorgen. Dieses dreifach einstellbare Zeitverhalten wird als \’IPC-Modus\‘ bezeichnet. Bei den meisten Geräten ist es möglich, eine einzelne Pufferzeit per Potentiometer oder Schalter einzustellen. Um alle zuvor genannten Zeit- und Schwellwerte einzustellen, wäre diese Vorgehensweise jedoch wenig komfortabel und darüber hinaus fehlerträchtig. Leistungsfähige Systeme wie die USV-Lade- und Kontrolleinheiten der Epsitron-Familie von Wago bieten daher zusätzlich eine RS232-Schnittstelle zur detaillierten Überwachung und Konfiguration per Software. Ausgestattet mit dem IPC-Modus wird dabei ein deterministisches Verhalten erreicht.
Battery Control: temperatur- geführtes Akku-Management
Die Software-Konfiguration ermöglicht darüber hinaus die exakte Einstellung der Schwellwerte zur Überwachung der Eingangsspannung, der Ausgangsspannung und des Ausgangsstroms. Die Auswertung der Akku-Spannung, des aktuellen Ladezustands und der Betriebsdauer bildet die Grundlage für eine vorausschauende Wartung. Mit der kostenlos von Wago bereitgestellten USV-Überwachungs- und -Konfigurations-Software ist es zudem möglich, automatisierte Email- und SMS-Benachrichtigungen an den Betreiber oder andere Personen abzusetzen sowie Hilfs- und Dienstprogramme zu starten. In Verbindung mit der \’Battery Control\‘-Technologie von Epsitron wird die Wago-Software zum festen Bestandteil eines temperaturgeführten Akku-Managements. Hierbei sorgt ein im Akku-Modul integrierter Microcontroller für die Überwachung von Temperatur und Lebensdauer. In Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur wird nicht nur die Restlebenserwartung berechnet, sondern zudem die Ladeschluss-Spannung in der Erhaltungsladungsphase geregelt und so die Lebensdauer der Akku-Module erhöht. Durch Übermittlung dieser Daten in Verbindung mit dem Akku-Typ ist die im Netzgerät integrierte Lade- und Kontrolleinheit in der Lage, die Ladekennlinie optimal auf den Akku und die Umgebungsbedingungen anzupassen. Mit der Software ist es möglich, umfangreiche Zustands- und Diagnosemeldungen abzusetzen, darunter ein Frühwarnsignal bei geringer Restlebenserwartung. Das garantiert, dass die Pufferung auf den Punkt sicher und deterministisch zur Verfügung steht. Nicht zuletzt werden die Wartung der unterbrechungsfreien Stromversorgung zuverlässig planbar und teure Stillstände und Ad-hoc-Service-Einsätze vermieden.
