Ausfallsicher
Redundant ausgelegte Stromversorgungs-Konzepte
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Störfall: zu hoher Laststrom
- Zu hoher Laststrom, der entweder aus einer fehlerhaften Last oder der nachträglichen Installation weiterer Verbraucher resultiert (siehe Bild 1, Hinweis 8)
Die Quint-Oring-Module überwachen den Laststrom und warnen, sobald ein eingestellter Wert überschritten ist. Ein Beispiel verdeutlicht diesen Vorteil (Bild 4). Koppelt der Anwender bei einer Anlagenerweiterung zusätzliche Lasten an eine redundante Stromversorgung an, kann dies den Verlust der Redundanz nach sich ziehen. Eine Steuerung, die 5 A benötigt, wird beispielsweise von zwei redundanten Netzteilen mit je 5 A Nennstrom versorgt. Wird nun eine weitere Last mit 3 A angeschlossen, liefert die Stromversorgung durch ihre Leistungsreserve problemlos 8 A, ohne dass ein Spannungseinbruch zu verzeichnen ist. Redundanz liegt jedoch nicht mehr vor, denn fällt jetzt eines der beiden Netzteile aus, kann das zweite Gerät die 8 A nicht mehr zur Verfügung stellen. Dafür reicht seine Leistungsreserve nicht aus. Deshalb ist die Kontrolle des Laststroms wichtig. So bemerkt der Anlagenbetreiber sofort, wenn keine Redundanz mehr vorhanden ist.
Gleichmäßige Auslastung verdoppelt die Lebensdauer
Aufgrund von Unsymmetrien, also der ungleichmäßigen Einstellung der Ausgangsspannungen, speist häufig lediglich ein Netzteil die Last, während das andere Gerät im Leerlauf arbeitet. Dies führt zu einer thermischen Belastung der speisenden Stromversorgung und damit zu einer schnelleren Alterung. Werden die Netzteile jeweils nur mit dem halben Nennstrom betrieben, beträgt ihre Temperatur rund 10°C weniger, was die Lebensdauer erheblich verlängert. Die von Phoenix Contact entwickelte Auto Current Balancing Technology (ACB) der Oring-Module verdoppelt daher den Einsatzzeitraum des Stromversorgungs-Systems, indem beide Geräte gleichmäßig ausgelastet werden. Zu diesem Zweck arbeiten sie mit Mosfets statt mit herkömmlichen Schottky- oder Silizium-Dioden. Die Mosfets regeln Eingangsspannungs-Differenzen bis zu 300 mV aus und der Laststrom teilt sich automatisch vollkommen symmetrisch auf.
Die Auslastung der Netzteile wird übersichtlich mittels eines Bargraphs signalisiert. Der Anwender erkennt somit auf einen Blick, welche Eingangsspannung die höhere ist respektive welche Stromversorgung stärker belastet wird. Verschiedene Zustände lassen sich einfach ablesen, weshalb Probleme schnell detektiert und kurzfristig behoben werden können. Ein rotes Blinken unterrichtet beispielsweise, dass die Netzteilspannung an einem Eingang um mehr als 300 mV höher ist als am anderen Eingang. Leuchtet das rote Licht dauerhaft, ist der Mosfet in diesem Pfad defekt. Anzeige und Darstellung entsprechen dabei der NAMUR-Empfehlung. Im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen sparen die Quint-Oring-Module bis zu 70 Prozent Energie ein. Die geringere Verlustleistung sorgt zudem dafür, dass alle Schaltschrank-Komponenten kühler bleiben.
- Redundant ausgelegte Stromversorgungs-Konzepte
- Kurzschluss oder Kabelbruch in der zuführenden Leitung
- Störfall: zu hoher Laststrom
- Umfangreiche Zulassungen ermöglichen vielseitigen Einsatz
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