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Unterbrechungsfreie Stromversorgung

AC-Netze in der Industrie

2. Juni 2014, 14:58 Uhr | Anja Moldehn

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Voraussetzung Energiespeicher

Bei der Entwicklung der Energiespeicher wurden die unterschiedlichen Anforderungen der Industrie berücksichtigt. Während für einige Anwendungen die Lebensdauer der USV von großer Bedeutung ist, spielt bei anderen Applikationen die Pufferzeit oder die Umgebungstemperatur eine besondere Rolle. Deshalb umfasst das Produkt-Portfolio verschiedene Speichertechnologien:

Blei-Akkumulatoren werden überall dort verwendet, wo hohe Ströme über einen langen Zeitraum gepuffert werden müssen. Die AC-USV arbeitet dann im Verbund mit Energiespeichern in VRLA-Technologie (Valve Regulated Lead Acid) mit 3,4 bis 38 Ah. Mit zwei parallel geschalteten 38-Ah-Modulen wird bei 400 W Leistung eine Pufferzeit von zwei Stunden oder 40 Stunden bei 15 W Leistung erzielt.
Die gleichen Pufferzeiten erreichen Module in VRLA-WTR-Technologie (Wide Temperature Range). Diese arbeiten bei Umgebungstemperaturen von –40 °C bis +60 °C statt nur von 0 bis +40 °C.
Die dritte Möglichkeit sind Lithium-Ionen-Energiespeicher. Diese kombinieren eine hohe Lebensdauer mit langen Pufferzeiten. Sie eignen sich für Anwendungen mit bis zu sechs Minuten bei 400 W oder 45 Minuten bei 15 W Leistung.
Für schlecht zugängliche Anlagen mit großen Temperaturschwankungen sind wartungsfreie Energiespeicher mit Doppelschicht-Kondensatoren UPS-CAP zu empfehlen, die über 500.000 Ladezyklen überstehen und bei Temperaturen von –40 °C bis +60 °C arbeiten. Sie erzielen eine maximale Lebensdauer von mehr als 20 Jahren. Hier sind Pufferzeiten von einer Minute bei 400 W oder von zehn Minuten bei 15 W möglich.

Bei der IQ-Technologie der Quint-AC-USV kommuniziert das USV-Modul mit dem angeschlossenen Energiespeicher (Bild 2).

Dabei ermittelt die USV alle relevanten Zustände, z.B. Spannung oder Temperatur, und sorgt für die notwendige Transparenz, um die zuverlässige Energieversorgung sicherzustellen und den Energiespeicher bestmöglich zu nutzen. Das Batteriemanagement der USV kennt den aktuellen Ladezustand des angeschlossenen Energiespeichers und errechnet die zur Verfügung stehende Restlaufzeit sowie dessen verbleibende Lebenserwartung. In der Folge werden Versorgungslücken und frühzeitiges Herunterfahren von Industrie-PCs vermieden.

Die von der USV gelieferten Informationen können beispielsweise über Ethernet an übergeordnete Steuerungen weitergegeben werden. Dort stehen die Werte der Steuerungslogik zur Verfügung, so dass die Anlage in bestimmten Situationen mit einer Programmroutine reagieren kann. Somit sind Statusinformationen der USV zentral gebündelt

Integration der USV in überlagerte Steuerungen
Durch die Integration der USV in ein übergeordnetes Netzwerk ist dem Anwender der Zustand der USV-Lösung stets bekannt. Die von der unterbrechungsfreien Stromversorgung Quint AC-UPS bereitgestellten Daten können via Ethernet an eine überlagerte Steuerung gesendet oder direkt in die Steuerungslösungen von Phoenix Contact implementiert werden. Ist die Unterstützung anderer Übertragungsprotokolle erforderlich, fungiert z.B. ein Inline-Controller (ILC) als Gateway. Sofern der Anwender bereits die Engineering Software PC Worx von Phoenix Contact einsetzt, kann er die Funktionsbaustein-Bibliothek zur Weiterverarbeitung der über die Datenkabel ausgetauschten Informationen verwenden. Soll der serielle Übertragungsweg mit dem RS-232-Datenkabel aufgebaut und programmiert werden, sind für die Steuerungen von Phoenix Contact die PC-Worx-Version 6.0 sowie der kommunikative Funktionsbaustein FB_UPS-IQ_PCWORX_6 notwendig.

Integration der USV in überlagerte Steuerungen

Durch die Integration der USV in ein übergeordnetes Netzwerk ist dem Anwender der Zustand der USV-Lösung stets bekannt. Die von der unterbrechungsfreien Stromversorgung Quint AC-UPS bereitgestellten Daten können via Ethernet an eine überlagerte Steuerung gesendet oder direkt in die Steuerungslösungen von Phoenix Contact implementiert werden. Ist die Unterstützung anderer Übertragungsprotokolle erforderlich, fungiert z.B. ein Inline-Controller (ILC) als Gateway.

Sofern der Anwender bereits die Engineering Software PC Worx von Phoenix Contact einsetzt, kann er die Funktionsbaustein-Bibliothek zur Weiterverarbeitung der über die Datenkabel ausgetauschten Informationen verwenden. Soll der serielle Übertragungsweg mit dem RS-232-Datenkabel aufgebaut und programmiert werden, sind für die Steuerungen von Phoenix Contact die PC-Worx-Version 6.0 sowie der kommunikative Funktionsbaustein FB_UPS-IQ_PCWORX_6 notwendig.

Aufbau, programmieren und integrieren der USV