So funktionieren das System und die Komponenten

Einspeisung: Die Einspeisemodule EM12 zur Einspeisung des REX-Systems sind in unterschiedlichen Varianten verfügbar und sorgen damit für echte Flexibilität bei Kosten und Funktionalität. Neben den klassischen Einspeisemodulen EM12-T-… mit integrierter Summenfehlermeldung mittels Relaiskontakt gibt es die intelligenten und kommunikativen Einspeisemodule EM12D-TIO-… für IO-Link sowie EM12D-TMB-… für Modbus-RTU. Sie erlauben eine Vielzahl von Diagnoseinformationen über den übergeordneten IO-Link oder Modbus-RTU-Master zu übertragen. Diese dienen als Basis für eine gezielte Fernwartung.

Damit ist die Grundvoraussetzung für die Speicherung und Auswertung aller Daten aus Maschinen und Anlagen im Sinne von Industrie 4.0 gewährleistet. Gleichzeitig sind die Grundlagen für Lösungen im Bereich des Condition Monitoring und Predictive Maintenance geschaffen. Intelligente Systeme helfen an diesen Stellen, Transparenz der Anlagen und Durchgängigkeit des Gesamtsystems zu verbessern.

Bildergalerie

Hinzu kommen Einspeisemodule für zusätzliche Potenzialeinspeisungen. Dabei gibt es zwei unterschiedliche Herangehensweisen. So verbinden die Versorgungsmodule entweder alle +24-VDC-Einspeisepunkte oder dienen als +24-VDC-Trennklemme zur Einspeisung von batteriegepufferten oder sogar Safety-Spannungspotenzialen.

Überstromschutz: Der elektronische Sicherungsautomat vom Typ REX12 kombiniert Flexibilität und Kompaktheit. Dies tut er ein- oder zweikanalig, konventionell oder kommunikativ und dabei mit IO-Link oder Modbus-RTU. REX12 sorgt für eine platzsparende und zuverlässige Absicherung primär getakteter 24-VDC-Schaltnetzteile. Das Gerät punktet außerdem mit einem stabilen Betrieb von Schaltnetzteilen, einer einfache Fehlersuche sowie einer möglichst hohen Maschinenverfügbarkeit. Gleichzeitig bedarf es zur elektrischen und mechanischen Verbindung der Automaten keines weiteren Zubehörs.

Der Typ REX12 erfüllt damit exakt die technischen und wirtschaftlichen Bedürfnisse des Maschinenbaus. Die einkanaligen Sicherungsautomaten sind in allen gängigen festen Nennstromstärken von 1 A bis 10 A erhältlich. Die zweikanaligen Geräte sind in den fixen Nennstromstärken-Varianten 1 A, 2 A, 3 A, 4 A und 6 A verfügbar.

Bei Verwendung elektronischer Schutzkomponenten stellt sich die Frage, ob die Absicherung von 24 VDC mit galvanisch trennenden Komponenten erfolgen muss. Dabei spielen folgende Normen eine Rolle: DIN EN 60204-1; VDE 0113-1:2007-06 Sicherheit von Maschinen - elektrische Ausrüstung von Maschinen - Teil 1: allgemeine Anforderungen. Gerade für Anwender im Maschinenbau ist dabei die harmonisierte, europäische Basisnorm DIN EN 60204-1 (VDE 0113-1) bindend einzuhalten.

Um das Thema Überstromschutz geht es in Abs. 7.2. Bezüglich Überstromschutz für Leiter findet man folgende Festlegungen in Anhang D.3.: „Der Gebrauch von Sicherungen mit den Auslösecharakteristiken gG oder gM (siehe IEC 60269-1) und von Leistungsschaltern mit der Auslösecharakteristik B und C z.B. nach der Reihe IEC 60898 (Industrie: IEC 60947-2) stellen sicher, dass die Temperaturgrenzen der Tabelle D.5 nicht überschritten werden, vorausgesetzt, dass der Nennstrom In nach Tabelle 6 gewählt wurde, wo In ≤ Iz ist.

In der Praxis sind die Anforderungen nach Abs. 7.2 erfüllt, wenn die Schutzeinrichtung den Strom innerhalb 5 s unterbricht. Dies schließt nicht aus, dass insbesondere bei Steuerstromkreisen auch andere Schutzeinrichtungen verwendet werden können, welche die Bedingungen (vgl. 7.2.4, 12.4. D.3) einhalten. Hält das Schutzelement die geforderten Grenzen für den Schutz des vorhandenen Leiterquerschnitt, Strombelastbarkeit des Leiters, möglicher Überstrom am Einbauort, Ansprechcharakteristik, Schaltvermögen usw. ein, erfüllt dieses die Anforderungen.“ Stromkreise müssen gegen Überstrom geschützt werden. Im Abschnitt zum Überstromschutz von Steuerstromkreisen (Abschnitt 7.2.4 der DIN VDE 0113-1) steht, dass diese Stromkreise durch Überstrom-Schutzeinrichtungen zu schützen sind. Wie genau, ist nicht beschrieben. Verwiesen wird auf die IEC 60364-5-53.

In Deutschland wird diese internationale Errichternorm durch die Norm „Errichten von Niederspannungsanlagen – Auswahl und Errichtung elektrischer Betriebsmittel –Schalt- und Steuergeräte“ (DIN VDE 0100-530) ersetzt. Im Abschnitt 533 der DIN VDE 0100-530 werden die Überstrom-Schutzeinrichtungen beschrieben, die verwendet werden dürfen, z.B. Schmelzsicherungen und Leitungsschutzschalter. Alle dort aufgeführten Schutzgeräte sind so aufgebaut, dass diese Stromkreise galvanisch trennen können. Elektronische Sicherungen sind explizit nicht genannt.

Wie kann eine elektronische Sicherung trotzdem zur Anwendung kommen? Da es sich um die Absicherung eines Steuerstromkreises mit Schutzkleinspannung handelt, ist eine galvanische Trennung für den Personenschutz nicht zwingend notwendig. Jedoch muss der Leitungsschutz unbedingt mit galvanisch trennenden Komponenten abgesichert werden. Diese Anforderung ist dem Abschnitt 533 der DIN VDE 0100-530 zu entnehmen. Auf diese Norm wird in der DIN VDE 0113-1 verwiesen.

Diese Forderung verbietet elektronische Sicherungen jedoch nicht ganz. Kommt elektronischer Überstromschutz zur Anwendung, muss zusätzlich zur Elektronik eine Überstrom-Schutzeinrichtung nach DIN VDE 0100-530 in Reihe geschaltet werden. Diese kann auch als Fail-Safe-Element innerhalb der elektronischen Sicherung integriert sein. Der Leitungsquerschnitt ist dann zwingend auf den Nennstrom des Fail-Safe-Elements und nicht auf den Nennstrom der elektronischen Sicherung auszulegen.

Das interne Fail-Safe-Element in Form einer Schmelzsicherung im Sicherungsautomaten REX12 von E-T-A ist direkt auf den Nennstrom der Elektronik des jeweiligen Sicherungsautomaten zugeschnitten. So gewährleistet es eine einfache Anpassung an den Leitungsquerschnitt. Konkret heißt dies, Nennstrom und Auslegung des Fail-Save-Elements sind identisch. So enthält der REX12… in 4 A eine 4-A-Schmelzsicherung nach IEC 60127-4/2 und UL248-14. Neben UL508 und NEC Class2 erfüllt REX12 exklusiv die Anforderungen für Leitungsschutz nach EN60204-1 (Bild 2).

Stromverteilung: Das Stromverteilungskonzept des REX-Systems lässt sich sehr einfach in zwei Hauptgruppen einteilen. Im gleichen System kann der Anwender neben der +24-VDC-Verteilung ganz einfach auch die Minus-Verteilung 0 V (GND) realisieren. Die neuen Verteilungsmodule vom Typ PM12-T für die +24-VDC-Verteilung lassen sich am elektronischen Sicherungsautomaten REX12 anreihen und mit diesem elektrisch verbinden. Dies vervielfacht die Klemmenanzahl, spart Platz und macht herkömmliche Verteilungsklemmen überflüssig.

Automatisierung

Undefinierte Betriebszustände geplant ausschließen

Das Einspeisemodul EM12-T für GND nimmt das 0-V-Potenzial auf und vervielfältigt es mit Hilfe des anreihbaren PM12-T für 0 VDC (GND). Auch diese Komponenten lassen sich bequem verbinden. Die Verteilungslösung für 0 VDC ist dauerhaft für 40 A Summenstrom bestimmt. Komplizierte Sonderkonstruktionen für die Reduzierung der Kabelquerschnitte von 10 mm² auf 2,5 mm² gehören der Vergangenheit an.

* Tobias Prem ist Geschäftsfeldmanager Maschinenbau bei E-T-A, Altdorf.

(ID:45127108)