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Stromversorgungen im Anlagenbereich

Risiken auf der DC-Seite minimieren

25. Juli 2022, 14:56 Uhr | Von Thomas Waggershauser, Director Product Management, und Maximilian Köhler, Product Manager, beide bei Puls

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Investition statt Kostenfaktor

Für die Fabriken bedeuten diese Stillstände höhere Kosten- und Zeitaufwände. Durch den plötzlichen Wegfall der Netzspannung können Anlagen und Maschinen beschädigt werden. Wartungsarbeiten und die aufwendige Reinigung der Anlagenkomponenten, zum Beispiel in der Prozesstechnik oder Lebensmittelbranche, kosten viel Zeit. Hinzu kommen komplexe Anlauf- und Shutdown-Prozesse, die zu weiteren Kapazitätsausfällen führen.

Auch ist es wichtig, die Schutzmaßnahmen (Lichtschranken, Notausschalter, Notbeleuchtung etc.) für Bediener aufrechtzuerhalten. Denn selbst im Fehlerfall müssen die Anlagen alle Sicherheitsstandards erfüllen und das Risiko für das Personal minimieren. Bei einem Stromausfall können präventiv installierte Schutzmaßnahmen im Stromversorgungssystem für Abhilfe schaffen. Eine Möglichkeit ist die Absicherung durch eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) in Kombination mit einem Batteriemodul.

Netzausfälle lassen sich so lückenlos überbrücken. Durch die gewählte Batteriegröße und die bekannte Last ergibt sich die mögliche Pufferzeit. Je nach Anwendungsfall kann die USV die Stromversorgung DC-seitig über mehrere Minuten oder Stunden überbrücken, bis die AC-Spannung wiederhergestellt wurde oder das Instandhaltungsteam den Fehler behoben hat. Häufig genügt jedoch auch schon eine Pufferung im Sekundenbereich, um ein sicheres Herunterfahren der Maschine zu gewährleisten. Dadurch werden wertvolle Daten gesichert sowie die Maschine und Personal vor Schaden geschützt.

Redundanz und Sicherung auf der DC-Seite

Um die Sicherheit weiter zu erhöhen und das Netzteil selbst als potenziellen Risikofaktor auszuschließen, bietet sich ein redundantes Stromversorgungssystem an. Hierzu werden zwei identische Netzteile an ein Redundanzmodul angeschlossen. Durch die resultierende 1+1-Redundanz kann das System im Fehlerfall – beispielsweise bei einem Ausfall eines Netzteils oder auch bei einem Kabelbruch zum ersten Netzteil – sofort auf das zweite Gerät umschalten. Die MOSFET-Redundanzmodule von Puls verfügen zudem über einen effizienten Parallel-Use-Modus, um den Laststrom und damit auch die Verlustleistung auf beide Netzteile gleichmäßig aufzuteilen. Dadurch steigt die Lebensdauer der Stromversorgungen.

Wenn ein Netzteil verschiedene Lasten versorgt, bietet ein elektronischer Schutzschalter – beispielsweise die 8-Kanal-Variante Pisa-B von Puls – zusätzliche Sicherheit. Pisa-B verteilt den Strom auf die entsprechenden Kanäle und bietet unterschiedliche Auslösecharakteristika. Die Kanäle 1 und 2 sind für Lasten mit großen Kapazitäten optimiert. Über eine LED-Anzeige an der Gerätevorderseite lassen sich die aktuellen Ausgangsströme sowie die Schwellwerte für das Auslöseverhalten je Kanal darstellen. Ist ein Kanal überlastet und der elektronische Schutzschalter löst aus, erhält das Bedienpersonal auch ein Alarmsignal. Das Wartungsteam wird somit stets über den aktuellen Zustand der Anlage informiert und kann zeitnah reagieren. Abgeschaltete Kanäle lassen sich beispielsweise über einen Relais-Eingang auch aus der Ferne wieder aktivieren. Das reduziert die Stillstandzeiten.

Um das System vor Eingriffen durch ungeschultes Personal oder vor gezielter Manipulation zu schützen, lässt sich Pisa-B zudem mit einem PIN-Code sperren.

Investition statt Kostenfaktor

Die Investition in ein zuverlässiges und gut durchdachtes Stromversorgungssystem kann sich auszahlen. Ausfallkosten in der Betriebsphase lassen sich dauerhaft senken, wenn Anwender die Stromversorgung nicht nur als notwendiges Übel sehen. Die Ausfallkosten schließen den entgangenen Gewinn durch eine geringere Produktionsleistung sowie weitere Zusatzkosten ein, zum Beispiel höhere Personalkosten. Selbst bei kleineren Anlagen und kurzen Ausfällen kann sich der Schaden auf mehrere zehntausend Euro belaufen. Puls unterstützt seine Kunden dabei, passende Stromversorgungssysteme zu planen und dadurch rechtzeitig vorzusorgen. Dadurch lässt sich das Risiko solcher Zeit- und Kostenfallen in jeder Lebensphase der Anlage minimieren.