Produktnormen für Schaltgeräte erleichtern den globalen Marktzugang

Am Beispiel Frequenzumrichter und SPS

Produktnormen für Schaltgeräte vereinfachen den globalen Marktzugang

Für Schaltgeräte
Weltkarte der Normen und Zertifikate Bild: UL
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Die meisten für den Weltmarkt bestimmten Produkte müssen heute nach unterschiedlichen Normen konstruiert werden. Ein Spagat, der in manchen Bereichen sogar zu unterschiedlichen Produktlinien für Nordamerika und den ‚IEC-Markt‘ führt. Die Harmonisierung von Normen für industrielle Automatisierungsgeräte reduziert diesen Anforderungskatalog und die damit verbundenen Kosten erheblich. Darüber hinaus wird der Zeitaufwand bis zu einem erfolgreichen Markteintritt signifikant reduziert, da alle wichtigen Zertifizierungen aus einer Hand geliefert werden können.
Dirk R.F. Müller ist Manager Principle Engineers bei UL in Neu-Isenburg
In Abhängigkeit der Zielmärkte in Nordamerika, Europa oder Asien liegen bislang für die meisten industriellen Automatisierungsprodukte unterschiedliche Produktnormen zugrunde. Für Frequenzumrichter wird seit 2002 mit der IEC/EN61800-5-1 „Adjustable speed electrical power drive systems − Part 5-1: Safety requirements − Electrical, thermal and energy“ eine neue IEC-Produktnorm angewandt. In Nordamerika wiederum galten bisher für Frequenzumrichter die UL508C „Power Conversion Equipment“ und die CAN/CSA-C22.2 No. 274 „Adjustable Speed Drives“. Bei den SPSen galt bisher die IEC/EN61131-2 für den Bereich Sicherheit. In Nordamerika galten die UL508 “Industrial Control Equipment“ sowie die kanadische CAN/CSA-C22.2 No. 142 „Process Control Equipment“.
Während die UL- und die CSA-Normen bezüglich der technischen Anforderungen weitgehend harmonisiert sind, bestanden zu den entsprechenden IEC/EN-Normen erhebliche Unterschiede. Diese betreffen vor allem Luft- und Kriechstrecken, Art der Vorsicherung sowie der Klassifizierung von Lasten z.B. Hp-rating vs. AC-3 oder pilot duty ratings vs. AC-1.
Schrittweise Harmonisierung
Erste Bemühungen zur Harmonisierung von nordamerikanischen Normen mit den IEC-Normen im industriellen Bereich wurden von UL vor über 10 Jahren bei den Schützen und Motorstartern (UL/IEC 60947-4-1) vorgestellt. Seitdem hat sich eine aktive Mitwirkung von UL-Experten in vielen IEC-Normengremien etabliert.
Die zweite große Harmonisierung setzte sich bei den Frequenzumrichtern durch und mündete im harmonisierten Standard UL/IEC61800-5-1 „Adjustable Speed Electrical Power Drive Systems − Part 5-1: Safety Requirements − Electrical, Thermal and Energy“. Bei einem dritten Harmonisierungsprojekt haben sich die Anforderungen in der IEC-Welt und in Nordamerika gleichzeitig geändert. Die Anforderungen der elektrischen Sicherheit wurden aus der IEC 61131-2 „Programmable controllers – Part 2: Equipment requirements and tests“ ausgekoppelt und in die neue IEC61010-2-201
„Safety requirements for electrical equipment for measurement, control, and laboratory use − Part 2-201: Particular requirements for control equipment“ überführt. Diese Überführung war ein Schritt im Aufbau einer neuen IEC61010-Normenreihe mit Schwerpunkt auf Fabrikautomatisierung. Gleichzeitig wurde ein harmonisierter Teil UL61010-2-201 geschaffen – ein Novum, denn hier gibt es keine nationalen Abweichungen für die USA.
Die neue UL61010-2-201 wurde im Januar 2014 veröffentlicht und ist im Zusammenhang mit der UL61010-1 gültig. Diese Norm löst ab Januar 2016 die UL508 für alle neuen Zertifizierungen von SPS und anderen Steuerungen ab. Bisherige Zertifizierungen nach der UL508 bleiben unbegrenzt gültig. Für Hersteller, die neue SPS- und Steuerungsgeräte konstruieren, gibt es erhebliche Änderungen der normativen Anforderungen an die neuen Geräte. Die Hauptunterschiede zwischen der UL508 und der UL61010-2-201 bestehen in einem IEC-basierten Konzept von Luft- und Kriechstrecken, erweiterten Prüfungen im Bereich von internen Bauteilefehlern sowie geforderte Routineprüfungen während der Produktion. Für Kanada liegt die kanadische Norm CAN/CSA C22.2 No 61010-2-201 zugrunde, die im April 2014 veröffentlicht wurde. Auch hier gibt es keine nationalen Abweichungen zur IEC61010-2-201 und dementsprechend kann ein Prüfprogramm gewählt werden, das sowohl UL- als auch CAN-CSA- und IEC/EN-Anforderungen mit nur einer Testserie abdeckt.
Die neue UL61800-5-1 wurde im Juni 2012 veröffentlicht. Ab Februar 2016 müssen alle neuen Frequenzumrichter für den US Markt nach der UL61800-5-1 zertifiziert werden. Bisherige Zertifizierungen nach UL508C bleiben gültig. Für Frequenzumrichter müssen nationale Abweichungen für die USA heute noch etwas differenzierter betrachtet werden. Auch bei der UL61800-5-1 kann ein Prüfprogramm mit kombinierten Prüfungen erstellt werden, dass sowohl die UL- wie auch die IEC-Anforderungen abdeckt.
Es gibt in der heutigen Edition der UL61800-5-1 noch eine Vielzahl kleinerer nationaler Abweichungen zwischen der UL- und der IEC-Version. Im Wesentlichen stützt sich die UL61800-5-1 hinsichtlich der Anforderungen an Luft- und Kriechstrecken auf die IEC-Norm. Für die Bauteilefehlerprüfungen gehen die Anforderungen der UL61800-5-1 deutlich weiter als die UL508C wie auch die IEC61800-5-1. Bei typischen Frequenzumrichtern ist ein Kurzschluss am Motorausgang bei gängigen Konstruktionen schnell erkannt und über die Ausgangshalbleiter abgeschaltet. Dabei ist kaum ein größerer Schaden zu erwarten. Im Unterschied zur UL508C werden bei der UL/IEC61800-5-1 Kurzschlussprüfungen neben den Motorausgängen, an allen Leistungsausgängen, wie Gleichstromzwischenkreis oder Bremswiderstandsanschluss gefordert. Je nach Konstruktion kann dies erhebliche Folgen haben und führt oft zum Auslösen der Vorsicherungen.
Bei einem internen Fehler im Bereich des Gleichstromkreises kann ein interner Kurzschluss mit erheblichen Auswirkungen entstehen. Dieser Kurzschluss wird von mehreren Quellen gespeist. Zum einen durch die internen Kondensatoren im Gleichspannungszwischenkreis und zum anderen durch den speiseseitigen Netzgleichrichter. Im zweiten Fall wirkt – je nach Ausprägung der Speiseschaltung – die Kurzschluss-Leistung des Versorgungsnetzes als Parameter ein. Daher werden die UL61800-5-1-Prüfungen an internen Bauteilefehlern unter Bedingungen wie beim Kurzschlusstest durchgeführt.
CB Scheme – Reisepass auf die Weltmärkte
CB Scheme ist ein globales Verfahren zur Anerkennung von Prüfungen in vielen wichtigen Absatzmärkten. Der Vorteil dieses Verfahrens ist, dass Hersteller mit nur einer einzigen Prüfung durch UL die nationalen Prüfzeichen von über 50 Ländern erhalten können. Die Hersteller haben nur einen Ansprechpartner für den kompletten globalen Marktzugang, was die Produkteinführung in die wichtigsten Absatzmärkte erheblich vereinfacht und beschleunigt. Dank seiner langjährigen Erfahrung mit dem CB-Verfahren ist UL heute das Zertifizierungsunternehmen, das weltweit die meisten CB-Zertifikate ausstellt.
Ähnlich einem Reisepass ist mit einem CB-Zertifikat der direkte Marktzugang für viele Länder möglich. Einige Länder haben jedoch zusätzliche nationale Anforderungen, vergleichbar mit einem Visum, die ein Produkt erfüllen muss, bevor es Marktzugang erhält. Diese nationalen Anforderungen sind von Land zu Land sehr unterschiedlich und ändern sich teilweise häufig. Mit seinem weltweiten Netzwerk mit Niederlassungen in über 40 Ländern ist UL in allen Märkten zuhause und kann Hersteller bei Fragen zum Marktzugang effektiv unterstützten. Insbesondere für Regionen wie Europa, China, Brasilien, Argentinien und den mittleren Osten bietet UL maßgeschneiderte Dienstleistungen, um alle notwendigen Produktzulassungen zu erteilen; speziell im Bereich der Frequenzumrichter und SPSen.
Es ist wichtig, schon im Voraus zu identifizieren, in welche Länder Produkte oder Schaltgeräte exportiert werden soll. Dadurch können nationale Abweichungen und Anforderungen wie Netzspannungen, Netzformen oder auch die Sprache von Warnhinweisen in den Zulassungsprozess mit eingebunden werden. Damit auf Basis eines CB-Zertifikates nationale Prüfzeichen ausgestellt werden können, müssen alle nationalen Abweichungen enthalten sein und weitere Regeln beachtet werden. Hierzu gehört zum Beispiel, dass kein SMT-Verfahren für China angewendet wird oder die Vorgabe, dass die Prüfungen für Brasilien in einem ILAC-akkreditierten Labor durchzuführen sind.
Hannover Messe: 9-H79

INFO & KONTAKT
Loredana Garofalo
Marketing Specialist
Europe & Latin America
UL International Germany GmbH
Admiral-Rosendahl- Strasse 9
63263 Neu-Isenburg
T: 069 489810-378
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