Personalisierbare Geräteschutzschalte Caparoc von Phoenix Contact

Olaf Isendahl, Vertriebsmarketing Elektromechanik, und Peter Ketler, Produktmarketing Schutzschalter, Phoenix Contact GmbH & Co. KG; Blomberg

Inhaltsverzeichnis
1. Vorteile für Entwickler und Einkäufer
2. Vorteile bei Installation und Inbetriebnahme
3. Vorteile für den Betreiber: keine Anlagenausfälle
4. Lösungen aus einer Hand

Die Anforderungen an die Zuverlässigkeit von 24-V_DC-Schaltschrank-Versorgungssystemen wachsen stetig. Nicht ohne Grund sorgen in immer mehr Systemen hochwertige Stromversorgungen, Redundanz- und USV-Module in Kombination mit elektronischen Schutzschaltern und Fernüberwachungsmechanismen für eine hohe Anlagenverfügbarkeit. Gleichzeitig steigt die Komplexität der Planung, der Kombinatorik und Beschaffung geeigneter Komponenten sowie der Errichtung solcher Versorgungssysteme. Einzelne Bauteile des Versorgungssystems – wie etwa Schutzschalter – helfen, diese Komplexität zu reduzieren.

Mit dem Bauteil Schutzschalter wird meistens nur der Schutz von Kabeln und Leitungen vor Überlast und Kurzschluss in Verbindung gebracht – gemäß der DIN VDE 0100-430:2010-10: Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 4-43: Schutzmaßnahmen – Schutz bei Überstrom. Dass Schutzschalter deutlich mehr können, beweist das personalisierbare Geräteschutzschalter-System Caparoc von Phoenix Contact.

Vorteile für Entwickler und Einkäufer

Die erste Hürde, die elektrische Komponenten und Baugruppen vor ihrem Einsatz immer nehmen müssen, ist das Design-in durch die Elektroentwicklung. Hier erwartet der Entwickler – vor allem, wenn er CAE-unterstützt arbeitet – ein vollständiges digitales Setup. Bei Caparoc beginnt dies bereits bei der Auswahl der Komponenten. Mit Hilfe eines Konfigurators lässt sich auf der Internet-Seite von Phoenix Contact schnell und unkompliziert das passende Geräteschutzschalter-System aus Bauteilen und ergänzenden Dienstleistungen zusammenstellen:

• Einspeisemodule mit oder ohne Kommunikationsschnittstelle
• 1-kanalige Geräteschutzschalter-Module mit vier Ausgangsklemmen
• 2-kanalige Geräteschutzschalter-Module mit zwei Ausgangsklemmen pro Kanal
• 4-kanalige Geräteschutzschalter-Module mit einer Ausgangsklemme pro Kanal
• Potenzialverteiler-Module
• Modular aufbaubare Stromschienen

Dann werden weitere Einstellungen vorgenommen – etwa die Festlegung des individuellen Nenn-Auslösestroms pro Kanal oder die Beschriftung der Module und Kanäle. Trotz zahlreicher Kombinationsmöglichkeiten führt der Konfigurationsprozess immer zur eindeutigen, dauerhaft gültigen Artikelnummer und Konfigurations-ID. Das vereinfacht den späteren Bestellprozess des gesamten Geräteschutzschalter-Systems erheblich. Außerdem lässt sich mittels ID die Konfiguration jederzeit wieder aufrufen und an aktuelle Anforderungen anpassen. Auch Umplanungen und Umbauten werden damit einfacher.

Ergänzend dazu bietet der Konfigurator Systemdatenblätter, Beschriftungs-, 2D- und 3D- sowie Eplan-Daten. Der sogenannte digitale Zwilling erfährt damit eine deutliche Aufwertung, denn nicht nur die einzelnen Komponenten, sondern das gesamte 24-V_DC-Absicherungssystem wird vollständig und umfassend abgebildet.

Beim Bezug von Einzelkomponenten können die im digitalen Datenblatt entstehenden Ansichten dabei helfen, die Komponenten in der richtigen Reihenfolge zu montieren. Der Einkauf kann die nun entstandene eindeutige Artikelnummer und Konfigurations-ID direkt in seine Bestellprozesse integrieren, und die mühsame Suche nach Zubehörteilen ist passé. Die Konfiguration des Absicherungssystems wird genauso vollständig montiert geliefert, wie sie der Entwickler für die Funktionalität der Anwendung benötigt.

Durch die personalisierbaren  Geräteschutzschalter profitieren Entwickler und Einkäufer zusätzlich davon, dass für die gesamte Konfiguration nur ein Stammdatum anfällt. Denn bekanntermaßen kostet die Erzeugung und Pflege von Stammdaten Zeit und Geld.

Personalisierbare Geräteschutzschalter bieten Vorteile bei Installation und Inbetriebnahme

Nach dem Design-in neuer Baugruppen sind diese dem Personal in der Produktion zunächst unbekannt. Dies führt unter Umständen zu hohen Zeitaufwänden bei der Installation und Inbetriebnahme, weil das Personal zunächst geschult werden muss. Wurde das Caparoc-Absicherungssystem nicht gleich als fertiges Komplettmodul bezogen, ist das Zusammensetzen der einzelnen Komponenten dank werkzeugloser Plug-and-Play-Stecktechnik intuitiv und einfach. Außerdem verhindern die farbigen Bedienelemente und die einfache Push-in-Direktstecktechnik Fehler schon beim Anschließen der Module. Sofern nicht bereits voreingestellt geliefert wurde, wird das Absicherungssystem an die Applikation angepasst – über die LED-Taster oder Drehschalter an den Modulen oder zentral über die Kommunikationsschnittstelle.

Für alle Beteiligten müssen sich die einzelnen Kanäle eindeutig beschriften lassen – auch dadurch vereinfachen sich Installation, Erstinbetriebnahme, spätere Wartung sowie eine eventuelle spätere Fehlerbehebung. Im optimalen Fall wurde die Beschriftung bereits in der Planung festgelegt und somit in der Artikelnummer integriert, sodass der Beschriftungsaufwand in der Produktion entfällt.

Personalisierbare Geräteschutzschalter verhindern Anlagenausfälle

Der Einsatz von Redundanz-, USV- und Überwachungsmechanismen bei einem 24-V_DC-Versorgungssystem kennt drei Herausforderungen:

• Unterspannung: die Speisung der vorgeschalteten Stromversorgung weist einen Fehler auf (Phasenausfall) oder die Stromversorgung ist gealtert
• Überspannung: die Regelung der vorgeschalteten Stromversorgung ist defekt (32-V-Ausgangsspannungs-Begrenzung) – ein Spannungsanstieg ist die Folge
• Stromentnahme über 80 % des eingestellten Nennwerts: erhöhte Belastung am Kanal durch einen bevorstehenden Festsitz bei angeschlossenen Motoren oder Aktoren, auch ein schleichender Erdschluss im Verbrauchsweg ist denkbar

Neben diesen drei extern beeinflussten Prozesszuständen erkennt Caparoc zwei interne Zustände:

• Kanalfehler an mindestens einem Kanal
• Gesamtstromabschaltung über 45 A: die Module wurden priorisiert abgeschaltet, um eine Systemüberlastung zu verhindern

Diese fünf Betriebszustände einzelner Caparoc-Schutzschaltermodule werden gesammelt und über die Kommunikationsschnittstelle an eine zentrale Leitwarte oder Steuerung gemeldet. Je nach Prozesszustand werden vorsorgende Maßnahmen eingeleitet, per Reset-Befehl lassen sich ausgelöste Kanäle wieder zurücksetzen. Vor Ort werden die Betriebszustände per farbiger LEDs direkt am Kanal signalisiert. Sollte ein Caparoc-Schutzschaltermodul defekt sein, wird es im laufenden Betrieb getauscht, das restliche Absicherungssystem wird nicht beeinträchtigt.

Zusätzliche Sicherheit bietet Caparoc dem Anlagenbetreiber, weil sich das Schutzschaltersystem gegen zwei ungewollte externe Einflüsse global sperren lässt:

• Nennstrom-Programmiersperre: die Nennstrom-Programmierung an allen Schutzschaltermodulen ist gesperrt
• Benutzerinterface-Sperre: die Bedienung der Schutzschaltermodule über die Taster und Nennstrom-Drehschalter ist vollständig gesperrt

Die Eigenschaften im Einzelnen

• Personalisierbarkeit
• Reduzierter Stammdatenaufwand
• Vollständiges, digitales Datenpaket
• Werkzeugloser, mechanischer Aufbau
• Schnelle Installation und Inbetriebnahme
• Einfache Wartung und schnelle Fehlerbeseitigung
• Umfassende Informationen über den Zustand des Versorgungssystems

Damit lässt sich die oben beschriebene Komplexität erheblich reduzieren, und die Anlagenverfügbarkeit wird deutlich erhöht.

Weitere Informationen zum System:

http://hier.pro/p8en3

Kontakt:
Phoenix Contact Deutschland GmbH
Flachsmarktstraße 8
32825 Blomberg
Tel. +49 5235/3-12000
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