Netztechnik trifft auf Automation Bachmann stellt neues Überwachungsmodul vor

Matthias Schagginger: "Mit den Modulen der GMP232/x-Familie lässt sich ein breites und bisher nur Spezialsystemen vorbehaltenes Einsatzspek-trum mit nur einem Einsteckmodul für die SPS abdecken."
Matthias Schagginger: "Mit den Modulen der GMP232/x-Familie lässt sich ein breites und bisher nur Spezialsystemen vorbehaltenes Einsatzspektrum mit nur einem Einsteckmodul für die SPS abdecken."

Netztechnik und Anlagensteuerung sind bislang getrennte Welten. Mit einem in die Industriesteuerung integrierten Netzmessungs- und Überwachungsmodul will Bachmann hier künftig eine Brücke schlagen.

Der massive Ausbau erneuerbarer Energiesysteme hat zu veränderten Netzsituationen geführt. So speist zum Beispiel heute eine enorme Anzahl an Frequenzumrichtersystemen in das Energienetz ein, wodurch letztlich die Anforderungen an eine flexible und sichere Überwachung der Netze entsprechend steigen. Laut Matthias Schagginger, Senior Manager Product Line Management beim österreichischen Automatisierungstechnik-Anbieter Bachmann Electronic, stellt dies unter anderem die Hersteller der Energie-Erzeugungsanlagen vor Herausforderungen: Während sie für die Anlagensteuerung auf kosteneffiziente SPS-Technik zurückgreifen können, müssen sie für hochdynamische Netzmessung beziehungsweise zur Sicherstellung der Versorgungsqualität sowie für die Störungsanalyse bislang dezidierte, dezentrale Einheiten aus der klassischen Energietechnik verwenden. Dies deshalb, weil aktuelle Baugruppendesigns mit Fokus auf Energiedatenerfassung für den Niederspannungsbereich oder für Laboranwendungen für den professionellen Einsatz an Erzeugungsanlagen oder Übertragungskomponenten nicht geeignet seien.

Vor diesem Hintergrund ist in Feldkirch die Idee gereift, die bislang getrennten Welten der Energie- und Automatisierungstechnik näher zusammenzubringen. Ergebnis ist das neue GMP232/x, ein in das M1-Automatisierungssystem von Bachmann eingebettete Netzmessungs- und Überwachungsmodul. Dieses lässt sich an beliebigen Stellen innerhalb des modularen Steuerungssystems auf Haupt- oder dezentralen Unterstationen platzieren. „Alle Mess-, Berechnungs- und Statusinformationen des Moduls stehen somit für Anwenderprogramme auf der CPU zur Verfügung. Dies ermöglicht sowohl die Kombination von Anlagensteuerung und Netztechnik als auch die Realisierung von frei programmierbaren und kommunikationstechnisch hoch flexiblen Netz-Erfassungspunkten in einer kompakten modularen Einheit“, erläutert Matthias Schagginger.

Die Spannungsmessung mit dem neuen Modul kann bis 690 V direkt erfolgen, darüber hinaus ist eine Schnittstellenvariante für Wandler bis 120 V Nennwert vorgesehen. Für die Strommessung werden die üblichen Wandler für 1 A oder 5 A eingesetzt. Aus den 40 parametrierbaren Überwachungsfunktionen der GMP232/x-Module lässt sich die jeweils gewünschte Kombination für Netz- und Anlagen-Eigenschutz einfach einrichten.

Zahlreiche Einstellungsoptionen für die Quellgrößen (zum Beispiel True RMS oder Grundschwingungsdaten, Bezug auf Nenngröße oder aktuelles Mitsystem) sowie zeitlich befristete Auslöseblockierungen (etwa bei Unterspannung oder starker Asymmetrie) erleichtern zudem die Handhabung. Nicht zuletzt ermöglichen im Modul integrierte Relaisausgänge die direkte Schaltung von zwei Auslösekreisen, unabhängig vom restlichen SPS-System.

Auf die Frage, was die GMP232/x-Modulfamilie von bisher am Markt befindlichen Lösungen abhebt, verweist Schagginger unter anderem auf den Messbereich und die Frequenzgenauigkeit: „Der echte Erfassungsbereich von 1,7- beziehungsweise 3,4-mal der Nennspannung – bezogen auf 690 respektive 100 V – und vom drei- beziehungsweise vierfachen Wert des Nennstroms ist beim GMP sehr großzügig und für den professionellen Einsatz dimensioniert. Das heißt, die Messwerte während einer Netz-Störung werden nicht nur als ‚Out of Range‘ detektiert, sondern hinsichtlich Amplitude und Form abgebildet. Und dies bei einer Genauigkeit hinsichtlich Spannung und Strom von 0,1 % bezogen auf den Nennwert.“ Typische Wettbewerbsdaten im steuerungsnahen Umfeld lägen bei 1,2 bis maximal 1,5 × Un beziehungsweise In, bei einer Genauigkeit zwischen etwa 0,6 und 0,75 % bezogen auf den Nennwert.

In puncto Genauigkeit der Frequenzmessung liegt die Bachmann-Lösung bei 1 mHz. Dieser Wert sei essenziell, wenn Erzeugungseinheiten geregelt betrieben werden sollen. Demgegenüber bewege sich die Frequenzgenauigkeit bei bisher üblichen Standardprodukten zwischen 10 und 80 mHz. „Das reicht für aktuelle nordamerikanische Gridcodes schon nicht mehr und wird in Kürze auch in Europa nirgends mehr toleriert“, gibt Schagginger zu bedenken.