Bild 01: Mithilfe von Zustandsdaten aus dem Schaltschrank können Anwender einem Geräteausfall zuvorkommen und so die Verfügbarkeit ihrer Anlage erhöhen (Quelle: Turck)
In Schaltschränken können erhöhte oder unregelmäßige Temperaturverhältnisse zu Leistungsverlust oder gar dem Ausfall einzelner Geräte führen. Mit einer höheren Gerätebzw. Energiedichte im Schaltschrank vermehrt sich unweigerlich auch die Verlustleistung. Gemeint ist der Teil des aufgenommenen Stroms, der nicht prozessrelevant abgegeben wird, sondern bei elektronischen Geräten in Form von Wärme. Sind die Komponenten eines Schaltschranks dann so angeordnet, dass sich Hotspots (Wärmenester) bilden oder kaum kühle Luft strömen kann, entstehen gleich mehrere Risiken: Präzise Messgeräte werden gegebenenfalls ungenau, Komponenten haben eine geringere Lebensdauer oder fallen schlimmstenfalls dauerhaft aus. Besonders hitzeanfällig sind komplexe Systeme wie Steuerungen. Die meisten SPS haben eine maximale Betriebsumgebungstemperatur von 55 °C. Diese liegt gerade einmal 15 °C über dem „Wohlfühlklima“ vieler Schaltschränke.
Rechtzeitig Anomalien erkennen
Wärmeinduzierte Risiken lassen sich schon beim Bestücken eines Schaltschranks auf ein gewisses Maß reduzieren. Geräte in Blöcken von moderater Größe zusammenfassen, Luftbarrieren durch ungünstig verlegte Kabel oder Kabelkanäle vermeiden und wärmesensitive Komponenten möglichst weit unten einbauen – mit solchen Strategien schaffen Anwender gute Voraussetzungen. Trotz einer optimalen Topologie oder gar der Ventilation mithilfe von Klimaanlagen ist es aber sinnvoll, die klimatischen Verhältnisse im Schaltschrank permanent elektronisch zu überwachen (Bild 1). So bemerken Instandhalter frühzeitig Anomalien und können Fehlfunktionen zuvorzukommen – speziell, wenn Geräte in weiter entfernten Schaltkästen untergebracht sind. Das trifft zum Beispiel auf Außenbereiche zu, wo die Witterung als externer Faktor hinzukommt.