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Strombegrenzung für sichere Anlagen

Schaltanlagen schalten und steuern Geräte und Maschinen – die Anforderungen an die Komponenten sind hoch. Soll der Betrieb 24 Stunden am Tag und sieben Tage die Woche laufen, dürfen keine Störungen auftreten. Die elektronischen mehrkanaligen Geräteschutzschalter vom Typ CBM bieten einen erweiterten Schutz – die Ströme lassen sich stufenweise verändern und decken den grössten Teil der Verbraucher ab.

 

Für den störungsfreien Betrieb einer Maschine oder Anlage spielt die Versorgungsspannung der einzelnen Verbraucher eine wichtige Rolle. Wenn sie von der zulässigen Betriebsspannung abweicht, können Verbraucher ausfallen, und die Maschine stoppt. Nicht selten entstehen dabei hohe Stillstandskosten.

Konstante Spannung erhöht die Verfügbarkeit

Kommt es im laufenden Prozess zur Überlastung, bricht die Spannung ein – die Anlage kann dann nicht mehr zuverlässig betrieben werden. Verhindert wird eine Überlastung durch die aktive Begrenzung des Verbraucherstroms. Kommt es zu temporären Überlastungen in einer Maschine, erfolgt eine ungewollte Abschaltung, und ein Fachmann muss die Maschine wieder in Betrieb nehmen. Folglich wird der ausgelegte Nennstrom erhöht. An die Auswirkungen im Fehlerfall denken Anlagenbetreiber in diesem Moment kaum – die Überlastung der Stromversorgung kann zu einem Spannungseinbruch führen und damit zum Ausfall anderer Verbraucher.

Die elektronischen mehrkanaligen Geräteschutzschalter vom Typ CBM bieten mit der elektronischen Verriegelung einen erweiterten Schutz, um ein ungewolltes Verändern der eingestellten Ströme zu verhindern. Ein integrierter Nennstrom-Assistent unterstützt zusätzlich bei der Auswahl des richtigen Nennstromes für den optimalen Betrieb der Anlage.

Elektronische Verriegelung und Nennstrom-Assistent

Die Ströme lassen sich stufenweise verändern und decken über einen erweiterten Einstellbereich den grössten Teil der eingesetzten Verbraucher ab. Eine Veränderung des Wertes wird durch grünes Blinken der LED signalisiert. Der integrierte Nennstrom-Assistent misst den fliessenden Strom permanent und zeigt den optimalen Einstellwert. Dabei wird der Kanalstrom auf 10 A eingestellt und bestätigt. Anschliessend wird der Wert stufenweise herunter gedreht. Liegt der fliessende Stromwert über 80 Prozent des ausgewählten Werts, signalisiert eine LED dies durch Blinken in gelb-grün. Anschliessend kann der Stromwahlschalter um eine Stufe hoch gedreht werden und mit der Bestätigung mittels Taster ist nun der optimale Wert aktiv. Die Stromversorgung sollte auf die Summe der eingestellten Ströme ausgelegt werden, für den Fehlerfall sollte die Stromversorgung eine Stromreserve zur Verfügung stellen.

Definierter Anlagenzustand für mehr Sicherheit

Ein Grossteil der Steuerungen in Maschinen wird mit 24 VDC betrieben. Dies ist jedoch lediglich die Nennspannung. Die Betriebsspannungsbereiche der Verbraucher weichen voneinander ab. Somit kann es im Falle von Spannungsschwankungen dazu kommen, dass einige Verbraucher noch problemlos arbeiten, aber in ihrer Funktion bereits gestört sind oder ganz ausfallen. Hierbei kann es zu riskanten Anlagenzuständen kommen. Wenn beispielsweise bewegliche oder drehende Anlagenteile durch Sensoren oder Endschalter gestoppt oder abgeschaltet werden müssen, kann es bei einem Sensor durch Spannungsabweichungen zu Funktionsstörungen kommen – hier kann leicht Gefahr für Leib und Leben entstehen.

Einfache Fehlersuche dank Anzeige vergangener Spannungsabweichungen

Mit der Unter- und Überspanungserkennung sowie mit der Abschaltung verhindert ein Geräteschutzschalter ungewollte Anlagenzustände. Wird der Betriebsspannungsbereich von 18 bis 30 VDC unter- oder überschritten, erfolgt eine definierte Abschaltung. Kommt es zur Unterschreitung von 18 V, wird dies durch eine LED signalisiert. Bei einer Überschreitung von 30 V werden weitere Verbraucher vor der anliegenden Überspannung geschützt. Beide Fehlerfälle werden über die Sammelmeldung elektrisch signalisiert. Eine LED am Gerät informiert auch über zurückliegende Spannungsabweichungen. Die Fehlerdiagnose und -suche kann somit schneller und gezielter erfolgen.

Fehler erkennen und adäquat reagieren

In elektrischen Anlagen kann es zu unterschiedlichen Fehlern und Zuständen kommen. Abhängig von unterschiedlichen elektrischen Faktoren wird zwischen verzögerter oder unverzögerter Abschaltung unterschieden. Erkennt der Schutzschalter hingegen, dass es sich um eine Last mit hoher Eingangskapazität handelt, wird nicht abgeschaltet. Diese Kapazität kann bis zu 75 000 µF betragen. Somit lassen sich grössere Lasten problemlos einschalten.

Liegt der Strom zwischen 0 und 80 % des eingestellten Werts, leuchtet die entsprechende LED grün. Erhöht sich der Strom auf einen Wert zwischen 80 und 110 Prozent, wird dies elektrisch ausgegeben und durch ein gelbes Leuchten signalisiert. Der Kanal bleibt im Betrieb, das Signal dient als Vorwarnung. Der Überlastfall – der Bereich von 110 bis 130 % – wird durch alternierendes Blinken in Gelb und Rot angezeigt. Die Abschaltung erfolgt dann nach einer Verzögerung von 30 s. Als Kurzschluss wird der Strom erkannt, wenn er bei über 130 % liegt, bei 150 % wird der Strom dann aktiv begrenzt, um andere Verbraucher vor Spannungseinbrüchen zu schützen. Die Abschaltung erfolgt im Kurzschlussfall nach 20 ms. Die Versorgungsspannung wird dabei nicht beeinflusst.

Optische und elektrische Meldung des Anlagenzustands

Durch eine potenzialfreie Signalisierung kann der Geräteschutzschalter in die Diagnose einer Maschine eingebunden werden. Die fehlerhaften Bereiche sowie die Art des Fehlers werden über leuchtende oder blinkende LED am Gerät angezeigt. Weil der Schutzschalter auch zwischen Unter- oder Überspannung unterschiedet, vereinfacht er die Diagnose erheblich, und auch die Standzeit wird deutlich reduziert.

Die richtigen Schutzgeräte erhöhen die Lebensdauer der Anlage

Für den zuverlässigen Betrieb einer Anlage ist sowohl die Auslegung der elektrischen Komponenten als auch eine konstante Spannungsversorgung wichtig. Der Einsatz der richtigen Schutzgeräte erhöht die Anlagenverfügbarkeit und die Verbraucher werden im Fehlerfall nicht in Mitleidenschaft gezogen. Die Dia­gnose nach einem Fehlerfall kann gezielter erfolgen, und auch die Standzeit verringert sich deutlich.

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