Stromversorgungsserie mit Ethercat-Interface
Anlagenverfügbarkeit erhöhen, Stillstandzeit reduzieren
Die drei bisherigen PS-Stromversorgungsserien von Beckhoff wurden nun innerhalb der PS2000-Reihe um Geräte mit Ethercat-Schnittstelle erweitert. Dadurch stehen zusätzliche Mess- und Gerätedaten für ein umfassendes Monitoring zur Verfügung, mit dem sich die Anlagenverfügbarkeit erhöhen bzw. die Stillstandzeit reduzieren lässt. Die Stromversorgungen verbinden somit Kompaktheit und Leistungsstärke mit der Möglichkeit zur vorausschauenden Wartung.
Bild: Beckhoff Automation GmbH & Co. KGDie neuen Stromversorgungen PS2000 kombinieren die leistungsfähigen Netzgeräte von Beckhoff mit dem Ethercat-Kommunikationsstandard. Dadurch lassen sich umfangreiche Mess- wie auch interne Gerätedaten direkt von der Steuerung verarbeiten, ein Fernzugriff auf die Stromversorgung realisieren sowie der DC-Ausgangsbereich (für das Anlagen-Monitoring) bzw. der AC-Eingangsbereich (für das Netz-Monitoring) überwachen.
Mehr Transparenz im Anlagenbetrieb
Für das Anlagen-Monitoring werden wichtige Betriebskenngrößen, wie Ausgangsstrom und -spannung, in Echtzeit übertragen und kontinuierlich aktualisiert. Das ermöglicht einen transparenten Einblick in die Anlage und darauf aufbauend eine automatisierte Erkennung, ob nachträglich zusätzliche Verbraucher ergänzt wurden. Zudem lassen sich Spannungs-, Strom- und Temperaturdaten zum Monitoring hinzufügen, um z.B. die Wärmeentwicklung im Gerät zu überwachen, sowie grundlegende Anlagendaten, wie die Anzahl der Einschaltvorgänge oder Betriebsstunden, sammeln. Beim einphasigen Netz-Monitoring werden anhand der Eingangsspannungswerte Schwankungen, wie z.B. Unter- und Überspannungen, erfasst. Eine Besonderheit stellt dabei das Erkennen von Eingangstransienten, also von hohen, energiereichen Spannungsspitzen im Netz dar.
Fehlermeldungen, Warnungen und Statusinformationen stehen per Ethercat ebenfalls direkt in der Steuerung zur Verfügung, sodass sich der Betriebszustand der Anlage analysieren und ein etwaiger Fehler frühzeitig erkennen lässt. Durch in der Steuerung einstellbare Warnschwellen, z.B. für Überstrom, können die Meldebedingungen applikationsspezifisch festgelegt und die Stromversorgungen an die individuellen Gegebenheiten angepasst werden. Der Fernzugriff über Ethercat ermöglicht es außerdem, Anlagenteile bei einem Maschinenstillstand oder im Fehlerfall gezielt abzuschalten.
Breites Spektrum an Stromversorgungen
Im 24VDC-Bereich sind die neuen einphasigen Netzgeräte mit Ethercat-Schnittstelle sowohl als 10A- wie auch als 20A-Variante mit einer Ausgangsleistung von 240 bzw. 480W verfügbar. Für den 48V-Bereich ist eine 10A-Variante mit 480W erhältlich. Der hohe Wirkungsgrad von über 96 Prozent wird durch das Layout der Elektronik erreicht. Die Stromversorgungen bieten neben einer Einschaltstrombegrenzung und einer aktiven Oberwellenkorrektur (PFC) eingangsseitig einen für den weltweiten Einsatz geeigneten Weitbereichseingang.
Mit den Geräteserien PS1000, PS2000 und PS3000 bietet Beckhoff Stromversorgungen für nahezu alle Einsatzbereiche sowohl im 24- als auch im 48VDC-Bereich bis hin zu Motion-Anwendungen mit hohen Anforderungen an die Rückspeisefestigkeit. Die gute Konvektion, die reduzierte Verlustleistung und der hohe Wirkungsgrad bis 96,3 Prozent erhöhen die Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Geräte. Die Spitzenleistungsfähigkeit von maximal 150 Prozent ermöglicht es, bis zu 1,44kW Ausgangsleistung kurzzeitig bereitzustellen. Zusammen mit der platzsparenden Bauform und der hohen Störfestigkeit gegenüber Transienten und Überspannungen ermöglicht das einen effizienten und kostengünstigen Einsatz auch in rauen Industrieumgebungen. Des Weiteren können die Stromversorgungen mit der Funktion der präzisen Sicherungsauslösung Leitungsschutzschalter schnell und exakt abschalten, sodass sich längere Maschinenstillstände vermeiden lassen. Die UL-zugelassenen Netzgeräte können auch in speziellen Branchen eingesetzt werden, z.B. mit der Zulassung nach Semi F47 (Halbleiterindustrie) bzw. DNV GL (Schiffbau). Die Nutzung in explosionsgefährdeten Bereichen (Class I Division 2, IECEx und Atex) ist ebenfalls möglich.
Systemdurchgängigkeit reduziert Aufwand und Kosten
Für jede Maschine oder Anlage bedarf es einer zuverlässigen Stromversorgung und einer entsprechenden Absicherung. Werden diese zusätzlich mit einer leistungsfähigen Erfassung der Energiedaten kombiniert, ergeben sich Vorteile bereits bei der Maschinenauslegung: Zusätzliche Leistungsmesstechnik am Eingang der Stromversorgungen gewährt einen Überblick der Gesamtleistung, inklusive etwaiger Verluste. Mit den Stromversorgungen der PS-Serie - insbesondere durch die Integration von Ethercat- stehen Komponenten für ein vollständiges, aufeinander abgestimmtes Automatisierungssystem im Sinne von PC-based Control zur Verfügung. Mithilfe der direkt in das Ethercat-I/O-System integrierten Überstromschutzklemmen EL922x wird die Leistung der einzelnen Versorgungspfade zusätzlich abgesichert und kontinuierlich erfasst.
Kann der Maschinenbauer mit dieser gesamtheitlichen Betrachtungsweise z.B. Leistungsspitzen vermeiden, reduzieren sich der Anschlusswert der Anlage und aufgrund geringer dimensionierter Versorgungsleitungen auch die Installationskosten für den Endkunden. Außerdem bildet eine durchgängige und systemintegrierte Energiemesstechnik die Voraussetzung, um direkt innerhalb der Maschinensteuerung den Soll- und Ist-Zustand der Anlage abzugleichen. Auf diese Weise lassen sich drohende Schäden frühzeitig erkennen und Prozessoptimierungspotenziale einfacher ermitteln.
Bisher war ein kontinuierliches Daten-Monitoring meist mit erheblichem Aufwand verbunden, denn häufig mussten externe Sensoren nachträglich kostenintensiv und teilweise mithilfe von Sonderbauteilen integriert werden. Mit den Stromversorgungen, Energiemessklemmen, Stromwandlern und Überstromschutzklemmen von Beckhoff lässt sich das hingegen mit Standardkomponenten und entsprechend geringem Aufwand sowie verminderten Logistikkosten z.B. zur Lagerung von Sonderteilen realisieren - auch im Rahmen von Retrofits existierender Maschinen und Anlagen.
Die drei bisherigen PS-Stromversorgungsserien von Beckhoff wurden nun innerhalb der PS2000-Reihe um Geräte mit Ethercat-Schnittstelle erweitert. Dadurch stehen zusätzliche Mess- und Gerätedaten für ein umfassendes Monitoring zur Verfügung, mit dem sich die Anlagenverfügbarkeit erhöhen bzw. die Stillstandzeit reduzieren lässt. Die Stromversorgungen verbinden somit Kompaktheit und Leistungsstärke mit der Möglichkeit zur vorausschauenden Wartung.
Bild: Beckhoff Automation GmbH & Co. KGDie neuen Stromversorgungen PS2000 kombinieren die leistungsfähigen Netzgeräte von Beckhoff mit dem Ethercat-Kommunikationsstandard. Dadurch lassen sich umfangreiche Mess- wie auch interne Gerätedaten direkt von der Steuerung verarbeiten, ein Fernzugriff auf die Stromversorgung realisieren sowie der DC-Ausgangsbereich (für das Anlagen-Monitoring) bzw. der AC-Eingangsbereich (für das Netz-Monitoring) überwachen.
Mehr Transparenz im Anlagenbetrieb
Für das Anlagen-Monitoring werden wichtige Betriebskenngrößen, wie Ausgangsstrom und -spannung, in Echtzeit übertragen und kontinuierlich aktualisiert. Das ermöglicht einen transparenten Einblick in die Anlage und darauf aufbauend eine automatisierte Erkennung, ob nachträglich zusätzliche Verbraucher ergänzt wurden. Zudem lassen sich Spannungs-, Strom- und Temperaturdaten zum Monitoring hinzufügen, um z.B. die Wärmeentwicklung im Gerät zu überwachen, sowie grundlegende Anlagendaten, wie die Anzahl der Einschaltvorgänge oder Betriebsstunden, sammeln. Beim einphasigen Netz-Monitoring werden anhand der Eingangsspannungswerte Schwankungen, wie z.B. Unter- und Überspannungen, erfasst. Eine Besonderheit stellt dabei das Erkennen von Eingangstransienten, also von hohen, energiereichen Spannungsspitzen im Netz dar.
Fehlermeldungen, Warnungen und Statusinformationen stehen per Ethercat ebenfalls direkt in der Steuerung zur Verfügung, sodass sich der Betriebszustand der Anlage analysieren und ein etwaiger Fehler frühzeitig erkennen lässt. Durch in der Steuerung einstellbare Warnschwellen, z.B. für Überstrom, können die Meldebedingungen applikationsspezifisch festgelegt und die Stromversorgungen an die individuellen Gegebenheiten angepasst werden. Der Fernzugriff über Ethercat ermöglicht es außerdem, Anlagenteile bei einem Maschinenstillstand oder im Fehlerfall gezielt abzuschalten.
Beckhoff Automation GmbH & Co. KG
Dieser Artikel erschien in SPS-MAGAZIN 4 (Mai) 2023 - 03.05.23.Für weitere Artikel besuchen Sie www.sps-magazin.de
