Allgemeine Anforderungen an eine industrielle Stromversorgung – Effizienz, Verfügbarkeit und intelligente Absicherung

Eine zuverlässige Stromversorgung muss eine Vielzahl technischer und betrieblicher Anforderungen erfüllen. Im Kern steht die sichere Bereitstellung einer stabilen Betriebsspannung, typischerweise DC 24 V, für alle angeschlossenen Verbraucher. Dabei gilt es, sowohl statische Lasten als auch dynamische Effekte wie Einschaltströme unterschiedlichster Verbraucher zu berücksichtigen.

Insbesondere kapazitive Lasten oder Motoren können beim Einschalten kurzzeitig sehr hohe Ströme verursachen. Eine geeignete Stromversorgung muss diese Lastspitzen abdecken, ohne dass es zu unzulässigen Spannungseinbrüchen kommt. Gleichzeitig ist es erforderlich, Überlast- oder Kurzschlusszustände während des Betriebs zuverlässig zu erkennen und zu beherrschen.

Neben den rein elektrischen Eigenschaften spielen auch Aspekte wie einfache Bedienbarkeit und Diagnosemöglichkeiten eine wichtige Rolle. Moderne Netzgeräte bieten daher zunehmend Kommunikationsschnittstellen – von einfachen Relaiskontakten bis hin zu Feldbusanbindungen. Diese ermöglichen eine kontinuierliche Zustandsüberwachung und tragen dazu bei, Fehler frühzeitig zu erkennen.

All diese Anforderungen verfolgen das übergeordnete Ziel, Anlagenstillstände zu vermeiden, die Effizienz zu steigern, die Fehlersuche zu vereinfachen und Wartungskosten zu reduzieren. Eine durchdachte Stromversorgung ist somit ein wesentlicher Baustein für die Betriebssicherheit industrieller Anlagen.

Die Auswahl der passenden Stromversorgung hängt von einer Vielzahl von Kriterien ab. Mechanische Eigenschaften wie Bauform, Abmessungen und Gewicht spielen insbesondere im Schaltschrankdesign eine wichtige Rolle. Kompakte Bauformen ermöglichen eine höhere Packungsdichte und reduzieren den Platzbedarf.

Auf elektrischer Seite sind Parameter wie Wirkungsgrad, Überlastverhalten (Power Boost), Einschaltstromfähigkeit und Derating entscheidend. Ebenso relevant sind der Eingangsspannungsbereich sowie die Frage, ob ein Gerät universell für ein-, zwei- oder dreiphasige Netze eingesetzt werden kann.

Weitere Auswahlkriterien sind die Anschlusstechnik – beispielsweise Push-In-Klemmen für eine schnelle Installation – sowie notwendige Zulassungen für internationale Märkte. Nicht zuletzt spielen auch die Anschaffungskosten eine Rolle, insbesondere bei großen Stückzahlen.

Auch wenn moderne Stromversorgungen heute ein hohes Maß an Zuverlässigkeit bieten, können sie allein keine vollständige Ausfallsicherheit garantieren. Erst das Zusammenspiel mit zusätzlichen Komponenten ermöglicht eine wirklich zuverlässige  Versorgungslösung.

Ein zentraler Baustein ist hierbei die selektive Lastabsicherung. Ziel ist es, im Fehlerfall nur den betroffenen Stromkreis abzuschalten, während alle anderen Verbraucher weiter betrieben werden können. Dies verhindert einen vollständigen Anlagenstillstand.

In der Praxis werden hierfür häufig noch klassische Leitungsschutzschalter eingesetzt. Diese weisen jedoch mehrere systembedingte Nachteile auf. So ist ihre Auslösecharakteristik temperaturabhängig, was zu einer eingeschränkten Reproduzierbarkeit führt. Zudem ist kein automatischer Reset möglich, und ein ferngesteuertes Ein- oder Ausschalten ist nur mit Zusatzaufwand realisierbar.

Ein weiteres Problem besteht darin, dass Einschaltströme kapazitiver Lasten häufig als Kurzschluss interpretiert werden, was zu unbeabsichtigten Abschaltungen führt. Hinzu kommen feste Strombereiche und Charakteristiken sowie eine vergleichsweise große Baubreite von 17,5 mm, die wertvollen Platz im Schaltschrank beansprucht. Auch eine Integration in moderne Feldbussysteme ist nicht vorgesehen.

Elektronische Lastüberwachungssysteme greifen diese Nachteile gezielt auf und wandeln sie in Vorteile um. Sie ermöglichen eine präzise, einstellbare und reproduzierbare Absicherung einzelner Stromkreise und sind damit ein entscheidender Schritt hin zu höherer Anlagenverfügbarkeit.

Um den vielfältigen Anforderungen gerecht zu werden, ist ein breites Portfolio an Netzgeräten erforderlich. Unterschiedliche Anwendungen stellen unterschiedliche Anforderungen an Leistung, Effizienz und Kostenstruktur.

LÜTZE bietet hierfür zwei zentrale Geräteserien an. Die Compact-Serie richtet sich an anspruchsvolle Anwendungen mit hohen Anforderungen an Performance und Effizienz. Sie deckt ein breites Leistungsspektrum ab und bietet umfangreiche technische Features.

Die LEPOS-Serie hingegen ist als wirtschaftliche Einstiegslösung konzipiert. Sie bietet solide technische Eigenschaften bei gleichzeitig attraktiven Anschaffungskosten und eignet sich insbesondere für kostenkritische Anwendungen.

Eine pauschale Antwort auf die Frage nach der „richtigen“ Stromversorgung gibt es daher nicht. Vielmehr muss die Auswahl stets anwendungsbezogen erfolgen und sowohl technische als auch wirtschaftliche Aspekte berücksichtigen.

Darüber hinaus zeigt sich, dass eine reine Betrachtung des Netzgeräts nicht ausreicht. Eine optimale Spannungsversorgung erfordert zunehmend eine ganzheitliche Betrachtung inklusive intelligenter Stromverteilung. Diese bildet die Grundlage für eine stabile und effiziente Energieversorgung innerhalb der Anlage.

Die Kombination aus leistungsfähigem Netzgerät und intelligenter, selektiver Absicherung stellt heute den Stand der Technik dar. LÜTZE bietet hierfür verschiedene Systeme zur elektronischen Lastüberwachung an, darunter die LOCC-Box, die LOCC-Box-Mini sowie LCOS-CC.

Diese Systeme ermöglichen eine präzise Überwachung und Steuerung einzelner Stromkreise. Sie erfassen kontinuierlich relevante Betriebsdaten wie Strom, Spannung, Statusinformationen und Zählerstände. Dadurch entsteht eine hohe Transparenz über den Zustand der Anlage.

Ein wesentlicher Vorteil liegt in der Kommunikationsfähigkeit dieser Systeme. Über Schnittstellen wie Profinet, EtherCAT, Ethernet/IP oder IO-Link lassen sie sich nahtlos in übergeordnete Automatisierungssysteme integrieren. Dies ermöglicht nicht nur eine schnelle Fehlerdiagnose, sondern auch die Umsetzung moderner Konzepte wie Predictive Maintenance.

Darüber hinaus bieten elektronische Sicherungssysteme Funktionen wie fernsteuerbares Ein- und Ausschalten sowie automatischen Reset. Dies reduziert Stillstandszeiten erheblich und erleichtert den Betrieb insbesondere in schwer zugänglichen Anlagenbereichen.

Die Anforderungen an industrielle Stromversorgungen sind in den letzten Jahren deutlich gestiegen. Neben der reinen Energiebereitstellung stehen heute Themen wie Effizienz, Diagnosefähigkeit und Ausfallsicherheit im Fokus.

Eine optimale Lösung entsteht dabei nicht durch ein einzelnes Gerät, sondern durch das Zusammenspiel von Netzgerät und intelligenter Lastüberwachung. Moderne Systeme bieten hier erhebliche Vorteile gegenüber klassischen Konzepten und leisten einen entscheidenden Beitrag zur Steigerung der Anlagenverfügbarkeit.

Unternehmen, die auf intelligente Stromversorgungskonzepte setzen, profitieren nicht nur von einer höheren Betriebssicherheit, sondern auch von reduzierten Wartungskosten und einer verbesserten Transparenz ihrer Prozesse. Damit wird die Stromversorgung vom reinen Versorgungsmodul zum aktiven Bestandteil moderner Automatisierungslösungen.

Autor: Klaus Wünschirs, Produktmanager Control, Friedrich Lütze GmbH