Fehlerstrom je nach Anwendung sicher begrenzen

Die elektronischen Sicherungsautomaten ermöglichen bei der Wahl der passenden Absicherung aller Lasten die volle Flexibilität. Die im Rex12 verwendete Zeit-Strom-Kennlinie kommt weltweit bei einem großen Teil der elektronischen DC-24-V-Sicherungsautomaten zum Einsatz. Diese Technologie zeichnet sich durch ihre Kosteneffizienz aus und bietet effektiven, selektiven Überstromschutz für zahlreiche DC-24-V-Anwendungen. Bei Kurzschlüssen wird der Fehlerstrom, ähnlich wie bei thermisch-magnetischen Schutzschaltern, nahezu ungebremst zugelassen. Deshalb müssen Geräte mit dieser Technologie den Strom im Fehlerfall sehr schnell abschalten, um eine Überlastung der Schaltnetzteile zu vermeiden. Ein schneller Abgleich von Strom und Spannung ermöglicht Selektivität auch bei stromintensiven Verbrauchern, wodurch Einschaltkapazitäten von bis zu 20000 μF erreicht werden können. So können Lasten wie Steuerungstechnik, Displays, Magnetventile sowie Sensoren und Aktoren ohne Einschränkungen zuverlässig abgesichert werden.

Die elektronischen Sicherungsautomaten Rex22 verfügen über eine aktive lineare Strombegrenzung (Bild 3). Diese Technologie begrenzt den Laststrom beim Einschalten oder während einer Auslösung aktiv linear. Im Kurzschlussfall stellt sie den maximalen Strom (I) auf einen definierten Wert des Nennstroms für eine bestimmte Zeit (t) ein. Da der Strom quadratisch in die Berechnung der Durchlassenergie einfließt, spricht man von sogenannten I²t-Limitern. Diese Begrenzung ermöglicht eine effektive Absicherung auch von Schaltnetzteilen mit geringeren Stromreserven sowie von langen Leitungslängen mit geringen Querschnitten. Leistungsstarke Verbraucher können mühelos eingeschaltet werden, da der limitierte Strom für einen längeren Zeitraum zur Verfügung gestellt wird, ohne das Schaltnetzteil zu überlasten. Auch bei extremen Anlaufströmen gibt es mit dieser Lösung kein Problem mit frühzeitigen Auslösungen, da die Strombegrenzung durch die Limitierung des Fehlerstroms eine vergleichsweiße träge Abschaltzeit ermöglicht. Zusätzlich ergeben sich für den Planer weitere Vorteile: Fehler sind berechenbar und er kann klar bestimmen, wie viel Leistung für die Anwendung auch im Fehlerfall benötigt wird. Diese Technologie bietet somit eine optimale Lösung für die Absicherung von Antriebstechnik, Frequenzumrichtern, Schrittmotoren und sensiblen Relaiskontakten im Bereich Safety. Darüber hinaus sind die Sicherungsautomaten für Bemessungsströme bis einschließlich 20 A erhältlich. Das ermöglicht auch das gezielte und fachgerechte Absichern von sehr leistungsstarken Verbrauchern ohne Probleme – und das bei Abmessungen von nur 12,5 mm × 80 mm (B × H). Dabei kommen die Geräte, wie das gesamte System, völlig ohne Konvektionsabstände aus. Da sich die Sicherungsautomaten ganz ohne Einschränkungen mit sämtlichen anderen Modulen des Systems kombinieren lassen, ermöglicht das ein Maximum an Flexibilität.

Weltweite Einsatzmöglichkeit

Das Rex-System ist in zwei unterschiedlichen Varianten verfügbar bzw. in zwei verschiedenen Varianten konfigurierbar. Das Base-System ist eine kostenoptimierte Lösung für Standardanwendungen. Bei dieser Konfiguration sammelt das Einspeisemodul den Status jedes einzelnen Sicherungsautomaten. Diese werden dann in Form eines Sammelsignals der übergeordneten Steuerung bereitgestellt. Für eine exaktere Fehlerbestimmung gibt es LED an den Sicherungsautomaten.

Alternativ dazu stellt das Com-System eine Vielzahl von  Informationen des Systems bereit und ermöglicht den Fernzugriff auf jeden einzelnen Sicherungsautomaten. Die intelligenten Buscontroller sammeln die Daten ein und leiten sie dann an die übergeordnete Steuerung weiter. Bei  der Verwendung des Com-Systems stehen Transparenz und Anlagenverfügbarkeit im Vordergrund. Die permanente Status- und Messwertübertragung bietet einen klaren Überblick über die DC-24-V-Absicherung und Stromverteilung oder Statusänderungen. So ist eine veränderte Stromaufnahme der angeschlossenen Last mittels parametrierbarem Grenzwert sofort feststellbar. Erreicht der Laststrom diesen Wert, wechselt die Leuchtdiode des Sicherungsautomaten von grün zu gelb und beginnt zu blinken. Da der Sicherungsautomat in der Regel nicht sofort einsehbar in einem Schaltschrank verbaut ist, bleibt diese Vorwarnung oftmals unbeachtet. Im Gegensatz zum Base-System wird diese Information zusätzlich an die Steuerung übertragen und dann in der Visualisierung angezeigt. Dadurch hat der Anlagenbediener die Möglichkeit, auf die sich veränderten Parameter innerhalb seiner Applikation zu reagieren, bevor es womöglich zu einem ungewollten Stillstand kommt.

Die Einbindung des Rex-Systems in die übergeordnete Steuerung ist über verschiedene Protokolle realisierbar. So stehen aktuell IO-Link, Profinet, Ethernet IP, Ethercat, Modubus TCP, Modbus RTU sowie in Zukunft OPC UA und MQTT zur Verfügung. Durch die unterschiedlichen Kommunikationsschnittstellen ist der flexible internationale Einsatz sichergestellt und lässt sich an die Präferenzen der unterschiedlichen Regionen, Hersteller und Anwender anpassen. Die Festlegung, ob das System als Base- oder Com-Konfiguration aufgebaut wird, kann individuell nach Anwendung getroffen werden. Alle Sicherungsautomaten erkennen automatisch, ob eine Kommunikationsschnittstelle verbaut ist oder nicht. So ist auch bei der Konfi guration von Anlagen mit komplett unterschiedlichen Anforderungen völlige Flexibilität gegeben, während die Lagerhaltung der Komponenten reduziert werden kann.

Literatur

1. E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbH, Altdorf: www.e-t-a.de