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Verfahrenstechnik 4/2018

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TOP-THEMA I HANNOVER

TOP-THEMA I HANNOVER MESSE Gelungene Kombination Intelligenter Lastschutz mit kompakter Stromverteilung Autor: Dieter Arenz, Applikationsspezialist Systemtechnik Industrie, E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbH, Altdorf Im Bereich der Prozess-Automatisierung benötigen Anlagenbauer bei der DC-24-V-Stromverteilung umfassende und kompakte Lösungen. So auch in Chemieanlagen. Bei der DC-24-V-Stromverteilung in Chemieanlagen sind Funktionen wie integrierte Entkopplungsdioden, eine redundante 80-A-Einspeisung und ein intelligenter, selektiver Lastschutz für bis zu 30 Verbraucher wichtig. Dazu kommen die Summenstrommessung inklusive Anzeige, eine Spannungsüberwachung der Einspeisung sowie eine Sammelsignalisierung, die keine Signalbrücken benötigt. Das System Power Distribution Modul – kurz PDM – von E-T-A vereint dies alles in einem Baukasten. Das PDM besteht aus einem Grundträger, dessen Abmessungen 3 HE und 19" betragen. Rechts und links hat es je einen Montageflansch, der um 180° drehbar ist. Das ermöglicht den Einbau auch in 19"-Gestelle. Im Inneren befindet sich eine große Leiterplatte. Diese ist mit Stecksockeln für Schutzschalter versehen. Außerdem befinden sich hier die Lastanschlussklemmen mit moderner Push-in-Technik. Diese sind jedem Schutzschalter für die Lastabsicherung zugeordnet. Sie sind ebenfalls frontseitig zugänglich. Für die Verteilung des eingespeisten Stromes auf die einzelnen Lastkreise ist die Leiterplatte zuständig. Ihre Aufgabe ist auch die Sammelsignalisierung der Meldekontakte aller Sicherungen. Die redundante Einspeisung für zwei unabhängige DC-24-V- Spannungsquellen erfolgt ebenfalls von vorn über Schraubklemmen. Im Inneren des Verteilers erfolgt die Zusammenführung der Versorgungen über Entkopplungsdioden auf die gemeinsame Plusschiene der Leiterplatte. Auf der Rückseite des Verteilers finden sich zwei Kühlkörper zur Abführung der entstehenden Verlustleistung der Dioden. Der aufgenommene Gesamtstrom lässt sich mittels eines Shunts messen. Eine frontseitig positionierte digitale Anzeige zeigt die Werte an. Schnell und sicher abschalten 01 Elektronischer Schutzschalter ESS30 für selektive Lastabsicherung und mit galvanischer Trennung Die selektive Absicherung der Lasten im Feld steht im Mittelpunkt. In Chemieanlagen gibt es häufig lange und dünne Leitungen zu den einzelnen Verbrauchern. Sie weisen einen hohen Widerstand auf und begrenzen den Strom stark. Beispielsweise hat eine Leitung mit einer Länge von 100 m bei einem Querschnitt von 1,5 mm² einen Widerstand von Instandhalter wollen die Stromverteilung und Lastabsicherung möglichst übersichtlich, servicefreundlich und absolut zuverlässig gestalten. Genau das bietet unser Power- Distribution-Modul PDM-S700. Dieter Arenz ca. 1,2 Ω. Im Kurzschlussfall fließen bei einer Versorgung mit DC 24 V höchstens 20 A. Gängige thermisch-magnetische Schutzschalter lassen sich aber aufgrund ihrer trägen Kennlinie in diesem Fall nicht mehr innerhalb von Millisekunden auslösen. Dazu kommt es, weil der benötigte ca. 15-fache Nennstrom nicht erreicht wird. Dagegen sind elektronische Schutzschalter exakt für diesen Anwendungsfall konzipiert. Ihnen ist es möglich, zwischen einem kapazitiven Einschaltstrom und einem echten Kurzschluss zu unterscheiden. Sie schalten den fehlerhaften Lastkreis schnell und sicher ab. Außerdem koppeln sie ihn durch galvanische Trennung von der Versor- 28 VERFAHRENSTECHNIK 4/2018

HANNOVER MESSE I TOP-THEMA gung ab. So lassen sich Rückwirkungen auf die Stromversorgung und die anderen parallelen Lastkreise unterbinden. Über die Sammelsignalisierung melden die Signalkontakte die Auslösung an die entfernte Leitwarte. Die Sammelsignalisierung schaltet alle Öffnerkontakte der einzelnen Schutzschalter parallel. So besteht keine elektrische Verbindung, solange alle Automaten nicht bestückt oder eingeschalten sind. Ein Relais mit Wechslerkontakten ist bei anliegender Versorgungsspannung dauerhaft erregt. Wenn ein Schutzschalter auslöst oder manuell in Ausstellung gebracht wird, schließt dessen Signalkontakt. Das Relais wird stromlos geschalten und fällt ab. Dadurch sind Signalbrücken überflüssig. Über die Wechslerkontakte des Sammelmelderelais lässt sich das Ruhestromprinzip zur Fernmeldung dennoch verdrahten. Die Dauererregung des Relais überwacht zusätzlich die Versorgungsspannung. Außerdem meldet sie deren Ausfall als Fehler. Den Aus- oder Schalterfall signalisiert eine rote, frontseitig angeordnete LED am PDM. Hohe Verfügbarkeit Die Anlagenverfügbarkeit ist in Chemieanlagen sehr wichtig. Deshalb erfolgt die Versorgung redundant aus zwei Quellen. Im hinteren Bereich des Verteilers finden sich die nötigen Dioden und Kühlkörper. Ihre Dimensionierung erlaubt einen maximalen Gesamtlaststrom von 80 A. Normalerweise übernehmen beide Einspeisungen je 50 % des Laststromes. Bei Ausfall einer Quelle laufen 100 % über die verbleibende Stromquelle. Die Anzeige des Gesamtstromes erfolgt digital. So erhält der Nutzer die Information über den Lastzustand in der Anlage. 02 AC AC Prinzipschaltbild des PDM mit zwei externen, redundanten Stromversorgungen Netzteile für Redundanz DC 24 V DC 24 V Elektronischer Schutzschalter Lastkreise i L1 Last 1 „SPS“ Außerdem kann er direkt auf Veränderungen des Wertes reagieren. Die für die Digitalanzeige benötigte galvanisch getrennte Stromversorgung ist gleich integriert. Sie ist ebenfalls über einen thermischen Schutzschalter vorgesichert. Alle benötigten elektrischen Anschlüsse der Verteilung finden sich übersichtlich auf der Vorderseite des PDM: n zwei Schraubklemmenpaare bis 25 mm² Leiterquerschnitt für die Einspeisungen A und B n drei Push-in-Klemmen bis 2,5 mm² zum Anschluss der Wechslerkontakte des Signalrelais n 30 Push-in-Klemmenpaare bis 4 mm² für einzelne Lastanschlüsse PDM Power Distribution Modul Verteilung und Absicherung DC 24 V i Ges i L2 i L3 i L4 i L30 Last 2 „Sensor“ Last 3 „Aktor“ Last 4 Diodenentkopplung „DC- Antriebe“ Last 30 „Sicherheitstechnik“ Alle externen Anschlussleitungen laufen über eine horizontale Kabelrangierung beidseitig an die Klemmen heran. Diese befindet sich in einer Höhe mit den Anschlussklemmen. Während der zeitlich begrenzten Stillstandszeiten lässt sich der Verteiler schnell und einfach auf der rückseitigen Montageplatte des Schaltschrankes anbringen. Dafür sind die beiden seitlichen Flansche nach hinten gerichtet montiert. Durch eine Drehung dieser Flansche nach vorne ist es möglich, den PDM in ein Standard 19"-Rack zu integrieren. Halle 11, Stand A69 www.e-t-a.de E I N L A D U N G Mittwoch, 16. Mai 2018 8:00 bis 16:00 Uhr Ostermann-Arena Bismarckstraße 125 51373 Leverkusen Messtechnik Steuerungstechnik Regeltechnik Prozessleitsysteme Automatisierung Führende Fachfirmen der Branche präsentieren ihre Geräte und Systeme und zeigen neue Trends im Bereich der Automatisierung auf. Die Messe wendet sich an Fachleute und Entscheidungsträger die in ihren Unternehmen für die Automatisierung verantwortlich sind. Der Eintritt zur Messe und die Teilnahme an den Fachvorträgen ist für die Besucher kostenlos. MEORGA GmbH Sportplatzstraße 27 66809 Nalbach Tel. 06838 / 8960035 Fax 06838 / 983292 www.meorga.de info@meorga.de Meorga.indd 1 12.03.2018 12:07:16 VERFAHRENSTECHNIK 4/2018 29