Puffermodule DC-USV-Module verhindern Spannungsschwankungen

Redakteur: Reinhard Kluger

Wenn das Netz plötzlich ausfällt oder die Spannung schwankt, kann das zu einem fatalen Stillstand in der Produktion führen. DC-USV- und Puffermodule wirken dem entgegen und versorgen Gleichspannungsverbraucher zuverlässig mit Energie.

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Platzsparend alles in einem Gehäuse eingebaut: Netzteil des Akkus und Ladeeinheit.
Platzsparend alles in einem Gehäuse eingebaut: Netzteil des Akkus und Ladeeinheit.
(FEAS)

Was die Prognosen führender Stromanbieter voraussagen, das kann sich bis in die Fabrik auswirken: Netzqualität und Versorgungszuverlässigkeit werden wohl weiter abnehmen, entsprechen die Stromnetze noch keinesfalls den künftigen Anforderungen der erneuerbaren Energien. Damit die Fertigung trotzdem möglichst reibungslos läuft, gilt der industrietauglichen DC-USV besonderes Augenmerk.

DC-USV einbauen

Warum ausgerechnet DC-USV? Die Versorgungsspannung in den Schaltschränken der Automatisierungssteuerungen ist im Regelfall eine 3-Phasen-Wechselspannung, die zur Versorgung der Leistungskomponenten, wie sie z.B. Spannungswandler oder Elektroantriebe benötigt wird. Die Steuerkomponenten werden jedoch in der Regel mit einer Gleichspannung von 24 V versorgt. Natürlich ist es möglich, die Wechselspannung mit einem USV-System vor Spannungsausfällen zu schützen, aber dieses ist technisch aufwendig und entsprechend teuer. So muss man aus der Wechselspannung eine Gleichspannung erzeugen, um Batterien als Energiespeicher zu laden. Anschließend wird die Gleichspannung mittels eines Wechselrichters wieder in die gewünschte Wechselspannung umgeformt.

Damit die Daten nicht verloren gehen

Weil ein Spannungsverlust auf der Steuerungsebene (SPS oder IPC) Stillstand oder schwere Störungen verursachen kann, empfiehlt sich der Einbau einer DC-USV. Fällt das Wechselstromnetz aus, werden die Steuerungskomponenten weiter versorgt, die Daten gehen somit nicht verloren. Ein kontrolliertes Herunterfahren der Steuerung ist dann ebenso möglich, wie der zuverlässige Neustart nach Wiederkehr des Wechselspannungsnetzes.

Die Konzepte und die Qualitätskriterien

Die derzeit gebräuchlichen DC-USV Konzepte unterscheiden sich im Wesentlichen durch den Einsatz des jeweiligen Speicherelements sowie die Speicherkapazität. Die gebräuchlichsten Speicherelemente sind Blei-Gel, Nickel-Metal-Hydrid Akkumulatoren sowie Doppelschichtkondensatoren. Hier bietet FEAS ein umfangreiches Produktangebot in allen diesen Technologien.

Batteriegepufferte USV-Systeme bestehen aus einem Netzteil, der Akkueinheit und der Lade- und Überwachungseinheit, die, je nach Anbieter, als getrennte Komponenten angeboten werden. Um kostbaren Platz in der Steuerung einzusparen, sind die USV-Module von FEAS weitestgehend in einem Gehäuse eingebaut. Hierdurch ist eine einfache und platzsparende Montage möglich. Der Einsatz aufwendiger Überwachungselektronik alleine, bestimmt noch nicht die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit einer USV.

Angemessen dimensionieren

Da moderne Steuerungssysteme bereits über umfangreiche Überwachungsmöglichkeiten verfügen, reicht es in der Regel aus, der Steuerung die sicherheitsrelevanten Informationen zu übermitteln, wie Überlast, Übertemperatur und Ladezustand. Dieses geschieht vorzugsweise mit potentialfreien Meldekontakten. Die schonende, temperaturgeführte Ladung der Batterie ist immer von Nöten, weil bereits geringe Abweichungen vom Idealwert der Ladekennlinie die Lebensdauer der Batteriezellen verkürzen können. Ebenso ist der Einsatz hochwertiger Bauteile von Herstellern mit entsprechendem Qualitätsnachweis neben einer angemessen dimensionierten Konstruktion ein massgebliches Qualitätskriterium.

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