22.05.2017

Intelligente Stromversorgung für effizientes Engergiemanagement

Die Umweltnorm ISO 50001 gibt die Rahmenbedingungen zur Umsetzung eines Energiemanagementsystems vor.  Seit Beginn der Energiewende werden die Forderungen zur Reduzierung der Energiekosten sowie der Einsatz effizienter Maschinen, Anlagen oder einzelner Komponenten immer konkreter. Neben dem Klimaschutz, der Ressourcenschonung wird auch eine Kostentransparenz und Kostenersparnis erzielt, welche letztlich ein Wettbewerbsvorteil nachhaltig ermöglicht. Ein Energiemanagementsystem ist grundsätzlich in allen Unternehmen möglich. Hierbei ist die Größe und die Branche nicht entscheidend.

Energieeinsparung bzw. Energiemanagement sind nicht nur Begriffe sondern sind Anforderungen an den Maschinen-, Anlagenbau- und Steuerungsbau bzw. an den Endkunden z.B. der Automobilindustrie. Ein konsequentes Energiemanagement benötigt zahlreiche Informationen von der bestehenden Applikation. Das heißt, ein Fertigungsprozess muss analysiert, bewertet und kontinuierlich verbessert werden. In diesem Artikel wird die DC 24V Ebene beschrieben.

Die Auswahl von geeigneten Komponenten beginnt bereits in der Konstruktionsphase. Die DC 24V Stromversorgung, das „Herz“ eines Schaltschrankes, spielt hierbei eine wesentliche Rolle. Neben einem guten Wirkungsgrad sind auch weitere Funktionalitäten wie Stromerfassung, Statusmeldungen und Parametrierung sowie weitere Kenntnisse der angeschlossenen Verbraucher erforderlich.

Energiemanagement ist ein weitläufiger Begriff und kann bzw. wird sehr unterschiedlich interpretiert. Der letztendliche Punkt ist das Erreichen einer Energieeinsparung mit geringsten Aufwand. Eine konsequente Energieeinsparung kann allein durch einen hohen Wirkungsgrad der Stromversorgung nicht erreicht werden. Der Wettbewerb, den höchsten Wirkungsgrad zu erreichen und somit ein gutes Verkaufsargument zu haben, läuft dem technisch möglichen Ende entgegen. Gute Stromversorgungen liegen heute bei einen typisch Wirkungsgrad von 94%. Somit ist das Einsparpotential an dieser Stelle begrenzt. Viel effektiver ist der Einsatz stromsparender Komponenten oder eine kontrollierte Abschaltung von Verbrauchern bzw. Anlagenteilen, die momentan nicht benötigt werden. Intelligente Stromversorgungen, in Verbindung mit weiteren Komponenten wie z.B. die Elektronische Lastüberwachung LOCC-Box, bieten hier die besten Voraussetzungen. In vielen Anwendung kann eine komplette Abschaltung bereits über die Stromversorgung erfolgen.

Intelligente Stromversorgung heißt, Einbindung der Stromversorgung in das Gesamtkonzept der Maschine bzw. Anlage. Diese Stromversorgungen verfügen im Gegensatz zum Standard über die Möglichkeit einer zusätzlichen Parametrierung, welche über ein Display bzw.Tasten oder mit Hilfe einer Software erfolgt.

Intelligente Stromversorgungen sollten folgende Mindestanforderungen erfüllen:

  • Meldung des Betriebszustandes.
    So kann die Toleranz der Eingangsspannung und der Ausgangsspannung sowie der max. Ausgangsstrom überwacht und gemeldet werden. Dies geschieht über einen potentialfreien Relaiskontakt (Rdy-Kontakt) oder einer integrierten Logging-Funktion
  • Ausgabe des aktuellen Ausgangsstromes.
    Über einen Analogausgang 0-10V oder 4-20mA, welcher proportional zum Ausgangsstrom arbeitet, kann der aktuelle Stromwert mit Hilfe eines analogen Eingangs in die Steuerung eingelesen werden und direkt ausgewertet werden. Beispielsweise können so abweichende Stromwert vom Normalwert erkannt werden und eine vorbeugende Wartung erfolgen. Dies widerrum erhöht die Anlagen- und Betriebssicherheit und reduziert Stillstandszeiten.
  • Remote On/ Off.
    Gezieltes Ein- und Ausschalten des Netzgerät und aller angeschlossenen Verbraucher. Die Ansteuerung kann über einen digitalen Ausgang der Steuerung erfolgen. So wird die benötige Energie für den Stand-by Betrieb eingespart.  


Parametrierbares Netzgerät DC 24V / 100A

Einen weiteren Schritt kann man mit einer aktiven Einbindung der Netzgeräte in das Energie-management¬system mit Hilfe einer Feldbusan¬bindung erreichen. Hierbei ist das Feldbussystem frei wählbar. Der Vorteil liegt hierbei in der direkten Verarbeitung von Informationen. Somit können weitere Daten abgefragt und Parametrierungen vorgenommen werden. Beispielsweise kann der Stromverlauf über eine Zeit x aufgezeichnet und Logging-Daten für Über- und Unterspannung am Eingang oder Überströme am Ausgang protokolliert werden. Weiterhin kann der max. Ausgangsstrom, die max. Ausgangsleistung oder einfach nur Zählerstände für Betriebstunden, Ein- / Aus  oder Serviceintervalle abgefragt werden.
Lütze bietet hier Geräte der LCOS-PS Serie an, die zahlreiche Funktionen unterstützen. Zusätzlich kann das kostenlose Softwaretool LOCC-Pads zur zusätzlichen Kommunikation und Parametrierung
 verwendet werden.

Netzgerät 779101.0413, DC 24V / 5A

Fazit:
Standard Stromversorgungen werden bzw. müssen mit weiteren Funktionalitäten versehen werden, um in ein Energiemanagementsystem integrierbar zu sein. Die benötigten Infomationen sind abhängig von den Anforderungen des Energiemanagementsystems.