Effiziente Netzteile
Kühl und schlank
Die Firma Noba Verbandmittel aus Wetter an der Ruhr produziert weltweit Verbandmittel unterschiedlichster Art für Krankenhäuser, Arztpraxen und Apotheken. Maximale Hygiene ist oberstes Gebot, wenn im Reinraum Verbandmittel für medizinische Anwendungen produziert, verpackt und anschließend sterilisiert werden.
Bild: IFM Electronic GmbHUm Bakterien und Pilzen das Leben unmöglich zu machen, werden u.a.
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Bild: IFM Electronic GmbHHitze im Schaltschrank ist teuer
Im Schaltschrank der Anlagen sind die Netzteile die maßgeblichen Wärmeproduzenten. Herkömmliche elektronische Schaltnetzteile arbeiten gegenüber den früher eingesetzten Trafonetzteilen schon sehr effizient. Doch erreichen sie nie den idealen Wirkungsgrad von 100 Prozent. Die Differenz vom tatsächlichen Wirkungsgrad zu den idealen 100 Prozent wird in Wärmeenergie umgesetzt, die den Schaltschrank aufheizt. In vielen Bereichen industrieller Anlagen mag die Wärme im Schaltschrank eine eher untergeordnete Rolle spielen. Bei definierten Reinraumbedingungen wie bei Noba dagegen kostet die Verlustwärme gleich doppelt: Zum einen fallen hierfür Energiekosten an, zum anderen muss diese mit energieintensiven Klimageräten wieder teuer kompensiert werden.
Niedrige Temperatur = hohe Lebensdauer
Deshalb setzt Noba auf die neuen Netzteile von IFM Electronic. Diese zeichnen sich durch einen hohen Wirkungsgrad von bis zu 94 Prozent aus. Damit liegt dieser ein bis zwei Prozent über dem vergleichbarer moderner Schaltnetzteile anderer Hersteller. Das erscheint auf den ersten Blick nicht sonderlich viel. Doch Rechnungen zeigen, dass sich diese ein bis zwei Prozent übers Jahr gesehen zu merklichen Energiekosten addieren. Erst recht in dieser Applikation, wenn noch die Kosten für die kompensierende Klimatisierung hinzu kommen. Diese Verlustleistung kann in der Praxis durchaus eine zusätzliche Temperaturerhöhung von 10°C im Schaltschrank bewirken. Diese Temperaturdifferenz von 10°C bedeutet aber für einige elektronische Bauelemente, z.B. Elektrolytkondensatoren, eine Halbierung der Lebensdauer. Oftmals ist die Maschinensteuerung direkt neben den Netzteilen montiert. Da wirkt sich der bessere Wirkungsgrad ganz besonders auf die Lebensdauer der im Schaltschrank verbauten SPS aus. Kurzum: Je niedriger die Temperatur im Schaltschrank, desto höher ist die Lebensdauer der Anlagensteuerung.
Bild: IFM Electronic GmbHDie neuen Netzteile
Im Jahr 2013 hat IFM Electronic ihre Netzteil-Familie komplett erneuert. Die neue Generation umfasst sowohl 24V DC Schaltnetzteile mit Ausgangsströmen von 3,3 bis 20A als auch AS-i Netzteile von 2,8 bis 8A. All diesen Geräten gemeinsam sind die auf maximale Effizienz, Langlebigkeit und Leistungsstärke ausgelegten Bauteile und Schaltungen. Kernpunkt ist ein hocheffizientes Schaltungsdesign, dass sich zusätzlich durch seine Kompaktheit auszeichnet. Damit leistet IFM einen wichtigen Beitrag im Maschinenbau, der immer kleinere Schaltschränke verlangt. Dabei hat diese Kompaktheit keinen reduzierten Funktionsumfang zur Folge. Die Bauteile sind so dimensioniert, dass die Netzteile dauerhaft in den Grenzbereichen der Spezifikationen betrieben werden können. Sie liefern über nahezu den gesamten Temperaturbereich die angegebene Nennleistung. Eine sonst übliche 'Überdimensionierung' der Netzteile mit Reserve für mehr Langlebigkeit ist bei diesen Netzteilen deshalb nicht erforderlich. Das spart Platz und Kosten. Belegt wird dies durch einen MTBF-Wert von 0,89 bis 1,4Mio. Stunden (je nach Variante), was einer Lebensdauer von 100 bis 160 Jahren gleichkommt. Erst ab einer Umgebungstemperatur von 60°C ist ein geringes Derating (reduzierte Leistungsabgabe) zu beachten.
Bild: IFM Electronic GmbHZahlreiche Extras
Durch jahrelanges Applikations-Know-how weiß das Unternehmen aus Essen, welche Anforderungen die Automatisierungstechnik an die Energieversorgung stellt. Deshalb wurden zahlreiche Extras integriert, die eine zuverlässige Funktion in allen Betriebsphasen gewährleisten. Anstelle einer Einschaltstrombegrenzung mit einem einfachen NTC-Widerstand werden bei den neuen Schaltnetzteilen die Kondensatoren mikroprozessorgesteuert geladen. Dieser 'sanfte' Anlauf der Spannungsversorgung sorgt dafür, dass die dem Netzeil vorgeschalteten Sicherungen nicht extra für einen erhöhten Anlaufstrom höher dimensioniert werden müssen. Das schafft zusätzliche Sicherheit auf der Primärseite des Netzteils. Zusätzliche Leistungsreserven auf der Sekundärseite sorgen dafür, dass das Netzteil noch genügend Strom abgibt, um im Falle eines Kurzschlusses die nachgeschalteten Leistungsschutzschalter zuverlässig auszulösen. Für nachträgliche Erweiterungen der Anlage bieten die Netzteile noch eine zusätzliche Leistungsreserve von 20 Prozent. Kurzzeitige Spannungseinbrüche, zum Beispiel verursacht durch Schaltvorgänge im Versorgungsnetz, überbrücken die Netzteile für mehrere Millisekunden.
Fazit
Was im Datenblatt oftmals kaum beachtet wird, hat bedeutende Auswirkung auf Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Anlage. Noba hat die Vorteile der neuen Netzteile erkannt, spart somit Betriebskosten und schafft ein optimales Klima, um die hohen Produktanforderungen, die an Verbandsmittel gestellt werden, sicher zu erfüllen.
Die Firma Noba Verbandmittel aus Wetter an der Ruhr produziert weltweit Verbandmittel unterschiedlichster Art für Krankenhäuser, Arztpraxen und Apotheken. Maximale Hygiene ist oberstes Gebot, wenn im Reinraum Verbandmittel für medizinische Anwendungen produziert, verpackt und anschließend sterilisiert werden.
Bild: IFM Electronic GmbHUm Bakterien und Pilzen das Leben unmöglich zu machen, werden u.a.Bild: IFM Electronic GmbH
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Dieser Artikel erschien in SPS-MAGAZIN 9 2015 - 09.09.15.Für weitere Artikel besuchen Sie www.sps-magazin.de
