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Energieversorgung So halten Feldbuskoppler bei Schaeffler alles sicher unter Strom

| Autor / Redakteur: Frank Sünkel* / Sariana Kunze

Bei dem Industrie- und Automobilzulieferer Schaeffler überwachen Feldbuskoppler von Wago die Niederspannungshauptverteilungen der Wälzlagerproduktion. Sie ermöglichen eine sichere und zuverlässige Energieversorgung, denn es können alle Leistungsschalter überwacht und Störungen gezielt gelöst werden. So steigt die Verfügbarkeit der Maschinen.

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Die Wago-Feldbuskoppler und die passenden Eingangsklemmen ließen sich leicht in den Schaltschrank des Industrie- und Automobilzulieferers Schaeffler integrieren.
Die Wago-Feldbuskoppler und die passenden Eingangsklemmen ließen sich leicht in den Schaltschrank des Industrie- und Automobilzulieferers Schaeffler integrieren.
(Bild: Wago)

Bei der Herstellung von Wälzlagern kommen viele verschiedene Maschinen zum Einsatz: für die Kaltumformtechnik, das Schmieden, die spanende Fertigung, die Wärmebehandlung und die Beschichtungstechnik. Die Schaeffler Gruppe verarbeitet am Standort Schweinfurt pro Jahr etwa 80.000 t Stahl zu Wälzlagerprodukten für die unterschiedlichsten Einsatzgebiete – vom Automobilbau bis zu Windkraftanlagen. Die einwandfreie elektrische Energieversorgung der diversen Anlagen stellt dabei für Schaeffler die wichtigste infrastrukturelle Grundlage dar.

„Die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Energieversorgung ist für uns besonders wichtig“, sagt Julian Kübler, der für die Überwachung der Mittel- und Niederspannungsschaltanlagen im Schweinfurter Werk verantwortlich ist. Auf dem Gelände versorgen mehrere Einspeisungen aus dem Mittelspannungsnetz knapp 100 Transformatoren in den Umspannstationen. Diese wiederum speisen rund 30 Niederspannungshauptverteilungen, die die Energie für sämtliche Produktionsmaschinen bereitstellen. In den Anlagen sichern Leistungsschalter die Abgänge für die elektrischen Verbraucher separat ab. Dabei ist jeder Leistungsschalter in einem eigenen Feld im Schaltschrank untergebracht. Bei Verbrauchern mit geringerer Leistung sind teilweise auch mehrere kleine Leistungsschalter in einem Feld montiert. Eine typische Anlage besteht aus etwa zwei bis drei Bereichen mit je 15 bis 20 Feldern mit einer Gesamtleistung von jeweils bis zu 2.000 kVA.

Störalarmierung ohne großen Verkabelungsaufwand

Bei der Errichtung der Niederspannungsanlagen im Jahr 2015 wurde eine Störalarmierung mit eingeplant. Doch das System hatte seine Schwächen. „Bisher konnten die Anlagen lediglich eine Sammelstörung auslösen, die dann an die Sicherheitswarte des Werks übermittelt wurde“, sagt Kübler. Eine Ringleitung habe dabei die Alarmierungen aller Leistungsschalter übermittelt, sodass man aus der Ferne nicht feststellen konnte, welcher Abgang konkret betroffen war. Um genau zu erkennen, welcher Leistungsschalter die Störung ausgelöst hat, wurden in einem ersten Ansatz die Meldeausgänge aller Leistungsschalter zu einem zusätzlichen Schaltschrank in der Nähe der Anlage geführt. Dort verarbeitete ein Controller die Signale und gab entsprechende Meldungen an die Leitwarte weiter. „Der Verdrahtungsaufwand bei dieser Lösung war allerdings extrem hoch, sodass wir uns nach einer Alternative umgesehen haben“, erklärt Kübler. Fündig wurden die Schaeffler-Mitarbeiter aus dem Bereich Werksanlagen bei Wago. Mit den Feldbuskopplern und den Klemmen des modularen I/O-Systems 750 steht Hardware zur Verfügung, mit der sich die Störmeldeverarbeitung einfacher realisieren lässt. Dazu wurde jedes Schaltschrankfeld der Anlage mit einem Profinet-Koppler nachgerüstet. Dieser enthält eine digitale Eingangsklemme mit 16 Kanälen und verfügt damit über ausreichend Kapazitäten, um alle Meldungen der Leistungsschalter detailliert auszuwerten. Ein zentraler Controller fungiert im Profinet als Master und liest die Signale der Profinet-Koppler aus. Der Einsatz der Profinet-Koppler von Wago hat für Kübler einen Vorteil: „Wir müssen die Koppler einfach nur mit Patchkabeln von Feld zu Feld verbinden. Da wir eine Ringtopologie nutzen, funktioniert das System selbst dann, wenn ein Patchkabel unterbrochen ist.“ Die Kabel werden direkt durch schaltschrankinterne Kanäle verbunden. Da sowohl die Steuerleitungen als auch die Starkstromkabel von den Leistungsschaltern zu den Verbrauchern durch den gemeinsamen Kabelanschlussraum geführt sind, muss man für das Verlegen von Signalkabeln die jeweiligen Abgänge spannungsfrei schalten.

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