Die Temperaturüberwachung von Schaltschränken beschäftigt Konstrukteure und Anlagenbauer nicht erst, seit Themen wie Nachhaltigkeit und Produktionseffizienz in aller Munde sind. Temperatur, Luftfeuchtigkeit, aber auch die Zutrittssicherheit von Schaltschränken sind Größen, die in fast jedem Anlagenkonzept eine wichtige Rolle spielen. Erhöhte oder unregelmäßige Temperaturen in Schaltschränken können zu Leistungsverlust oder gar einem Ausfall einzelner Geräte führen. Sind die Komponenten eines Schaltschranks so angeordnet, dass sich Hotspots (Wärmenester) bilden oder kaum kühle Luft strömen kann, entstehen gleich mehrere Risiken: Präzise Messgeräte werden gegebenenfalls ungenau, Komponenten haben eine geringere Lebensdauer oder fallen schlimmstenfalls aus. Besonders hitzeanfällig sind komplexe Systeme wie Steuerungen: Die meisten SPSen haben eine maximale Betriebsumgebungstemperatur von 55°C. Diese liegt gerade einmal 15°C über dem ‚Wohlfühlklima‘ vieler Schaltschränke. Neben Temperatur und Luftfeuchtigkeit spielt in vielen Anwendungen, vor allem in sogenannten ‚Kritischen Infrastrukturen‘ (KRITIS) wie der Energie- und Wasserversorgung, der zuverlässig und nachvollziehbare Schutz vor unbefugtem Zugriff eine wichtige Rolle.
Schaltschranküberwachung erkennt frühzeitig Anomalien
Trotz einer optimalen Topologie oder gar der Ventilation mithilfe von Klimaanlagen ist es aber oft sinnvoll, die klimatischen Verhältnisse im Schaltschrank permanent zu überwachen. So werden Anomalien frühzeitig erkannt und Ausfälle vermieden – vor allem, wenn Geräte in weiter entfernten Schaltkästen untergebracht sind. Das trifft zum Beispiel auf Außenbereiche zu, wo die Witterung als externer Faktor hinzukommt. Mit seiner CCM-Serie bietet Turck schon seit Jahren eine einfach nachrüstbare Condition-Monitoring-Lösung an. Das Kürzel CCM steht für Cabinet Condition Monitoring und beschreibt die Kernaufgabe der kompakten Hutschienengeräte, die über drei interne Sensoren zum Überwachen von Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Türabstand verfügen. Je nach Modell können auch die Daten zusätzlicher externer Sensoren verarbeitet werden. Turcks Schaltschrankwächter punkten mit ihren einfach handzuhabenden Kontrollfunktionen. Automatisch erkennen sie jede Türöffnung, indem sie den Abstand zur Tür messen. Ohne großen Aufwand machen die Geräte damit jeden Schaltschrank fit für den Einsatz in Kritischen Infrastrukturen. Hinzu kommt, dass die Überwachung des Türschlusses durch das Hutschienengerät zuverlässiger und manipulationssicherer ist als Türkontaktschalter und weitaus weniger aufwendig als Rollenschalter.
IM(x)12-CCM mit Schaltkontakt und IO-Link
Die ersten Schaltschrankwächter der CCM-Serie waren die Modelle IM12-CCM und IMX12-CCM (mit Ex-Zulassung). Die Kompaktgeräte werden einfach auf die Hutschiene geklipst und senden genau dann ein Signal, wenn definierte Werte über- bzw. unterschritten werden, so zum Beispiel, wenn ein Gerät überhitzt ist, sich im Schaltschrank Tau bildet oder die Tür geöffnet wurde. Die IM12-CCM besitzen einen internen Datenlogger mit Zeitstempel und speichern Daten bis zu zwei Jahre. So können Anwender schleichende Veränderungen auch über längere Zeiträume erkennen und die Ursache beheben. Über eine Schnittstelle lassen sich zwei Schaltschrankwächter im Master-Slave-Mode betreiben, um den Türschluss und die anderen Grenzwerte gleichzeitig an zwei Punkten im Schaltschrank zu überwachen. Der Master verarbeitet die Daten des Slaves und sendet ein Signal an die Steuerung. Standardmäßig verfügen die IM12-CCM über zwei Schaltkontakte sowie eine IO-Link-Schnittstelle. Im Quick-Teach-Modus kann der Anwender die Grenzwerte vor Ort ganz einfach einstellen. Alternativ ist eine Parametrierung über IO-Link oder ein FDT-Framework wie PACTware möglich.
Fabrikebene und IT-Welt verbinden
Nach den Geräten der IM12-Serie hat Turck mit den IM18-CCM die Brücke ins IIoT geschlagen. Die Geräte können die Zustandsüberwachung von Schaltschränken nicht nur vor Ort darstellen, sondern die Daten auch in die IT-Welt übertragen. Über zwei unabhängige Ethernet-Schnittstellen liefert das 18mm schmale Gerät die Messwerte seiner Sensoren an übergeordnete Systeme. Dieser Weg führt bis in die Cloud, die dem Wartungspersonal auch per mobilem Endgerät jederzeit Zugriff auf aktuelle Klimadaten ermöglicht. So verschwindet allmählich die Grenze zwischen operativer Ebene und IT-Infrastruktur. Das bedeutet: Anwender können Daten aus der Fabrikebene vom Schreibtisch aus analysieren. Erweiterte Möglichkeiten bieten sich Anwendern aber nicht nur beim Daten-Output, auch beim Einsammeln von Messwerten besteht größerer Spielraum. Via RS485 (Modbus RTU oder CAN) können am IM18-CCM bei Bedarf zusätzlich zu den drei verbauten Sensoren externe Geräte wie etwa Vibrationssensoren angebunden werden. Für ein ideales Temperaturbild eines Schaltschranks lassen sich zum Beispiel mehrere Temperatursensoren auf unterschiedliche Positionen verteilen. Oftmals genügen schon die Daten dreier Temperatursensoren, um selbst in großen Schränken einen akkuraten Gesamteindruck zu erhalten. Über eine Add-on-Schnittstelle sind zudem weitere Geräte wie etwa das IM18-CCM51 zur Strommessung für 12 Kanäle Wechselstrom mit bis zu 600A anschließbar. Die Datenübertragung und Spannungsversorgung der angeschlossenen IM18-CCM-Module erfolgt über den Rückwandbus.
