Eine wichtige Rolle für den störungsfreien Betrieb einer Maschine oder Anlage spielt auch die Versorgungsspannung der einzelnen Verbraucher. Wenn sie nämlich von der zulässigen Betriebsspannung abweicht, können Verbraucher ausfallen, und die Maschine stoppt. Nicht selten entstehen dabei hohe Stillstandskosten.
Konstante Spannung erhöht Verfügbarkeit
Kommt es im laufenden Prozess zur Überlastung, bricht die Spannung ein – die Anlage kann dann nicht mehr zuverlässig betrieben werden. Verhindert werden kann eine Überlastung, wenn der Verbraucherstrom aktiv begrenzt wird. 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, um die Anlage wieder in Betrieb zu nehmen. An die Auswirkungen im Fehlerfall wird in diesem Moment kaum gedacht – nämlich Überlastung der Stromversorgung und ein damit einhergehender Spannungseinbruch und Ausfall anderer Verbraucher. Die elektronischen mehrkanaligen Geräteschutzschalter vom Typ CBM von Phoenix Contact bieten mit der elektronischen Verriegelung einen erweiterten Schutz, um ein ungewolltes Verändern der eingestellten Ströme zu verhindern. Weil eine Bestätigung des neuen Wertes durch längeres Drücken des Tasters Kanal-LED erforderlich ist, wird einem ungewollten Maschinenstopp vorgebeugt. Ein integrierter Nennstrom-Assistent unterstützt zusätzlich bei der Auswahl des richtigen Nennstromes für den optimalen Betrieb der Anlage (Bild 2).
Elektronische Verriegelung und Nennstrom-Assistent
Die Ströme lassen sich stufenweise verändern und decken über den erweiterten Einstellbereich von 0,5 bis 10A DC den größten Teil der eingesetzten Verbraucher ab. Eine Veränderung des Wertes wird durch grünes Blinken der LED signalisiert. Der Wert verändert sich jedoch erst mit dem Bestätigen des Tasters Kanal-LED durch langes Drücken. Das Blinken erlischt und die LED leuchtet grün. Eine unbeabsichtigte Änderung wird weitgehend verhindert. Der integrierte Nennstrom-Assistent misst den fließenden Strom permanent und zeigt den optimalen Einstellwert. Dabei wird der Kanalstrom auf 1A eingestellt und bestätigt. Anschließend wird der Wert stufenweise herunter gedreht. Liegt der fließende Stromwert über 80% des ausgewählten Werts, signalisiert die Kanal-LED dies durch Blinken in gelb-grün – dann wird der Stromwahlschalter um eine Stufe hoch gedreht. 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 durch Unter- und Überspanungs-erkennung und Abschaltung
Ein Großteil der Steuerungen in Maschinen wird mit 24V DC 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, andere 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. Mit der Unter- und Überspanungserkennung sowie mit der Abschaltung durch die Geräteschutzschalter vom Typ CBM – CBM steht übrigens für Circuit Breaker Multichannel – werden ungewollte Anlagenzustände vermieden (Bild 3). Wird der Betriebsspannungsbereich von 18 bis 30V DC unter- oder überschritten, erfolgt eine definierte Abschaltung. Kommt es zur Unterschreitung von 18V, wird dies durch die LED \’DC OK\‘ mit gelb signalisiert. Bei einer Überschreitung von 30V werden weitere Verbraucher vor der anliegenden Überspannung geschützt, was die LED \’DC OK\‘ mit rot signalisiert. Beide Fehlerfälle werden ebenfalls über die Sammelmeldung elektrisch signalisiert. Darüber hinaus wird durch gelbes oder rotes Blinken der LED \’DC OK\‘ über zurückliegende Spannungsabweichungen informiert. Die Fehlerdiagnose und -suche kann somit schneller und gezielter erfolgen.
