Anlagen sicher betreiben Mehrkanalige Geräteschutzschalter

Geräteschutzschalter ohne Strombegrenzung sicheren Anlagebetrieb.
Geräteschutzschalter ohne Strombegrenzung sicheren Anlagebetrieb.

Die elektronischen, mehrkanaligen Geräteschutzschalter CBMC von Phoenix Contact ermöglichen in Schaltanlagen für Geräte oder Maschinen einen angepassten Schutz – die Ströme lassen sich stufenweise verändern und decken den größten Teil der Verbraucher ab.

Wenn die Maschinen 24 Stunden am Tag und sieben Tage die Woche laufen sollen, dürfen keine Störungen den Betrieb aufhalten. Eine wichtige Rolle für den störungsfreien Betrieb einer Maschine oder Anlage spielt auch die Versorgungsspannung der einzelnen Verbraucher. Wenn sie nämlich von der zulässigen Betriebsspannung abweicht, können Verbraucher ausfallen und die Maschine stoppt. Nicht selten entstehen dabei hohe Stillstandskosten.

Elektrische Anlagen im Wandel der Zeit

Schaltnetzteile sind mittlerweile Standard in elektrischen Anlagen. Bei allen Vorteilen, die ein modernes Schaltnetzteil heute bietet, gibt es auch Nachteile. Ist das versorgende Netzteil nicht korrekt ausgelegt oder wurden die daran angeschlossenen Verbraucher erweitert, wird der zur Verfügung stehende Strom zu weit ausgereizt. Weil es für den Fehlerfall keine Reserve gibt, kann es bei Überlast oder Kurzschluss zum Spannungseinbruch kommen. Die Steuerung fällt aus, die Anlage stoppt.

Stromversorgungen werden immer komplexer: Sie sind in der Regel kurzschlussfest, bieten hohe Leistungsreserven und zahlreiche Kommunikationsschnittstellen, und sie lassen sich in vielen Parametern konfigurieren. Dennoch ist es wichtig, die Ausgangsspannung vor einem Einbruch zu schützen. Dies kann nur effektiv geschehen, wenn verschiedene Bereiche oder Verbrauchergruppen aufgeteilt und einzeln geschützt und überwacht werden.

Normative Kennwerte

Das Herzstück einer Anlage ist die Steuerung. Fällt sie aus, stoppt alles. Eine Fehlerdiagnose ist aufwendig, da die Steuerung dann ja auch nicht in der Lage ist, alles zu dokumentieren. Der Fehler kann praktisch überall liegen.

 

Die Norm IEC 61131-2 behandelt die Anforderungen an eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS). Darin finden sich die wichtigen Eckwerte zum sicheren Betrieb einer Steuerung: Welche Werte darf die Spannung erreichen und wie lange darf davon abgewichen werden? Ein Spannungsbereich von 20,4 bis 28,8 V ist noch unproblematisch. Wird jedoch davon abgewichen – beispielsweise unter 20,4 V – darf die Steuerung ohne Batteriepufferung erst nach 10 ms ausfallen. Bis zu diesem Zeitpunkt muss die Steuerung den Spannungseinbruch selbstständig überbrücken (Bild 1).

Folglich kommt es darauf an, den Spannungseinbruch – soweit möglich – zu verhindern oder den fehlerhaften Strompfad rechtzeitig abzuschalten. Da jede Anlage und jede Fehlersituation anders ist, kann ein Spannungseinbruch nicht immer verhindert werden. Daher kann die Lösung nur in der Überwachung durch einen elektronischen Schutzschalter liegen, der „intelligent“ genug ist, den Fehler auch als solchen zu erkennen. Die Abschaltung muss dann innerhalb der genannten zehn Millisekunden erfolgen.