Überwachungsrelais Mit Smartphone und NFC Relais schneller konfigurieren

Um einen störungsfreien Betrieb von Maschinen und Anlagen zu gewährleisten, werden die Netzparameter mit konfigurierbaren Überwachungsrelais geprüft. Per Smartphone und NFC geht nun das Konfigurieren der Relais einfacher und schneller.

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FINDER GmbH

SMC Deutschland GmbH

ELMEKO GmbH + Co. KG

Carlo Gavazzi GmbH

Mess- und Überwachungsrelais überwachen und steuern elektrische bzw. physikalische Größen. Sie melden Fehlerzustände und schützen Maschinen und Anlagen am Drehstromnetz vor dem Betrieb mit falscher Phasenfolge, fehlenden Phasen und fehlendem Nullleiter. Für diese Aufgabe hat das Unternehmen Carlo Gavazzi das multifunktionale Drei-Phasen-Überwachungsrelais DPD entwickelt. Das Relais wurde für den Einsatz in Stern- und Dreieckschaltungen zur Überwachung von Stromversorgung und Netzqualität aller drei Phasenladungen mit einer Spannung von 102 VAC bis 552 VAC konzipiert und eignet sich für Anwendungen wie Aufzüge, Fahrtreppen und Fördertechnik, Pumpen und Kompressoren sowie Energieerzeugungssysteme. Zusätzlich können Sollwerte für Spannung, Frequenz und Asymmetrie eingestellt werden.

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Wächter lässt zwei Alarmtypen zu

Das Überwachungsrelais besitzt zwei getrennte elektromechanische SPDT-Ausgänge, so dass zwei unterschiedliche Ausgangssignale für Zwecke wie Störmeldungen oder Schaltschwellen genutzt werden können. Weiterhin lässt das Gerät zwei Alarmtypen zu, Prioritätsalarme und Nicht-Prioritätsalarme. Der Prioritätsalarm wird bei Phasenverlust, Nullleiterverlust in Sternschaltungen, falsche Phasensequenz und Außer-Bereich-Messung ausgelöst und deaktiviert beide Ausgänge zugleich.

Nicht-Prioritätsalarme können durch den Anwender eingestellt und, da lediglich zwei Ausgänge verfügbar sind, ohne direkte Verknüpfung mit einem Ausgang konfiguriert werden. Die Art der zu überwachenden Messung – Unterspannung, Überspannung, Unterfrequenz, Überfrequenz sowie Drei-Phasen-Asymmetrie – und der Auslösewert sind innerhalb der angegebenen Bereiche frei einstellbar und jederzeit zu verändern. Insgesamt können bis zu zehn Nicht-Prioritätsalarme eingerichtet und über UND-/ODER-Operatoren kombiniert werden, wobei sich die beiden Ausgänge mit jedem Alarm-Set verknüpfen lassen. Drei LED-Anzeigen an der Gerätefront signalisieren den Status der Ausgänge und Alarmmeldungen.

NFC: Konfigurieren mit Schraubendreher war gestern

Standardmäßig ist der Drei-Phasen-Wächter in zwei gängigen Grundeinstellungen für Alarmmeldungen verfügbar und kann daher ohne weitere Vorbereitung eingesetzt werden. Diese Standard-Konfigurationen beziehen sich auf Dreieckschaltungen mit einer Netznennspannung von 400 VAC beziehungsweise 240 VAC ohne Einschaltverzögerung. Die Sollwerte für Alarmierungen bei Überspannung liegen bei 440 VAC beziehungsweise 264 VAC, bei Unterspannung bei 360 VAC beziehungsweise 216 VAC. Prioritätsalarme werden beim Phasenverlust in beiden Einstellungen bei der Schwelle von 85 Prozent ausgelöst; ein Nullleiterverlust ist lediglich bei Sternschaltungen relevant und löst daher in der Grundeinstellung keinen Alarm aus. Für spezielle Anwendungen kann das Überwachungsrelais optional bereits mit spezifischen Voreinstellungen ausgeliefert werden. Zudem lassen sich individuelle Anpassungen der Default-Alarmwerte je nach Bedarf vornehmen.

Vernetzung

RFID und NFC als zentrale Technologien im Internet of Things

Durch die Verwendung der Datenübertragungstechnologie NFC (Near Field Communication, Nahfeldkommunikation) wird dem Anwender die Konfiguration eines oder mehrerer Relais mit dem Schraubendreher erspart. Denn der Wächter ist mit einer NFC-Schnittstelle ausgestattet, über die es mit Endgeräten kommuniziert, die aus den heutigen Arbeitsumgebungen nicht mehr wegzudenken sind: Das smarte Relais wird über NFC-fähige Smartphones oder Tablets mit dem Betriebssystem Android 4.1 oder höher konfiguriert oder mittels eines NFC-Lesegeräts am USB-Anschluss über Windows-PCs oder -Laptops. Da die NFC-Technologie auf Apple-Geräten nur für Bezahlvorgänge freigegeben ist, können iOS- und macOS-Geräte nicht für die Konfiguration des DPD benutzt werden. Bei der Verwendung eines Android-Gerätes erfolgen Konfiguration und Diagnose über eine App, die im Google Play Store angeboten wird. Die Konfigurationssoftware für PCs und Laptops kann von der Hersteller-Webseite heruntergeladen werden.

Die NFC-Kommunikation ermöglicht, dass der Anwender die Konfiguration am Arbeitsplatz vorbereiten kann. Wie er dabei vorgeht, kann er flexibel gestalten: Die Konfigurationsdatei kann auf einem PC oder Smartphone erstellt werden, von einem anderen DPD über NFC heruntergeladen oder aus einer bestehenden Datei exportiert und gegebenenfalls angepasst werden. Ist eine Konfigurationsdatei erst einmal auf einem Endgerät vorbereitet, kann der Anwender sie nicht nur auf ein Relais, sondern nach- einander auf zahlreiche Geräte hochladen – eine erhebliche Zeitersparnis gegenüber der manuellen Konfiguration. Darüber hinaus können die digitalen Konfigurationsdaten in einer Cloud gespeichert, per E-Mail versendet oder über beliebige Collaborations- und File-Sharing-Tools an andere Empfänger verteilt werden.

Per App zehn Nicht-Prioritätsalarme konfigurieren

Beim Start der App aktiviert der Anwender für die Erstellung einer neuen Konfiguration den entsprechenden Menüpunkt und wählt das eingesetzte DPD-Modell aus, dem er eine Bezeichnung und eine Beschreibung zuordnet. Auf den folgenden Konfigurationsseiten wählt er Netz- und Schaltungstypologie aus und konfiguriert beliebig viele der zehn einstellbaren Nicht-Prioritätsalarme. Dafür werden Messgrößen und Grenzwerte festgelegt, bei Asymmetrie der Prozentsatz, sowie Hysterese und Einschaltverzögerungen. Danach können die Prioritätsalarme ein- oder ausgeschaltet und die Alarm-Sets mit den Ausgängen verknüpft werden. Abschließend erhält der Anwender eine Zusammenfassung der erstellten Konfiguration. Die Übermittlung der Konfigurationsdatei an das DPD erfolgt im Schaltschrank direkt am Relais, indem der Anwender das mobile Gerät beziehungsweise das NFC-Lesegerät vor den NFC-Sensor des Relais hält, die Seriennummer des Gerätes bestätigt und die Übertragung anstößt. Da bei der NFC-Technologie beide Geräte sowohl Daten senden als auch empfangen können, kann der Anwender über den umgekehrten Weg im laufenden Betrieb zudem die Momentanwerte in Echtzeit wie den Alarmstatus oder Spannung und Frequenz am Relais auslesen und am Schreibtisch auswerten. Diese Daten können dann abgespeichert und zum Beispiel per E-Mail an die Servicezentrale gesendet werden.

Durch den NFC-Sensor an der Gerätefront ist die Benutzung der Kommunikationsschnittstelle auch bei mehreren Relais in einem Schaltschrank einfach und betriebssicher. Die Software fragt beim Verbindungsaufbau die individuelle Seriennummer ab, die leicht erkennbar auf der Frontseite angebracht ist. So ist eine eindeutige Zuordnung der einzelnen DPD möglich. Abgesehen davon, dass die geringe Übertragungsdistanz von NFC von nur wenigen Zentimetern vor dem Abhören der Daten aus der Ferne schützt, verhindert eine Passwort-Sperre, die im Anschluss an den initialen Upload-Prozess eingerichtet werden kann, eine Manipulation des Überwachungsrelais oder die Konfiguration durch Unbefugte.

Der hohe Verbreitungsgrad mobiler Endgeräte und die Verfügbarkeit sicherer Übertragungsstandards eröffnen neue Möglichkeiten für die Konfiguration von Überwachungsrelais. Die Verwendung von Konfigurationsangaben in digitaler Form erleichtert den Anwendern die Arbeit und entlastet sie von langwierigen Prozeduren – von der Erstellung der Konfiguration bis zum Ausbringen identischer oder unterschiedlicher Einstellungen auf vielen Relais.

* Michael Schultze, Marketing Manager, Carlo Gavazzi

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