Interview mit Peter Hager, Siemens „Netzteile waren gestern“

A&D:

Energiesparen heißt mit der PSU8600 mehr als nur ein hoher Wirkungsgrad des Netzteils?

Peter Hager:

Absolut, denn die PSU8600 ermöglicht in einer Fertigungslinie für unterschiedliche Pausenzeiten DC-Verbraucher gezielt und automatisiert über die einzelnen Ausgänge abzuschalten, entweder über das SPS-Programm oder Profienergy.

Bei einer PSU8600 ist der Einspareffekt aber gering...

Bei maximal 40 Ampere Ausgangsstrom und somit 1000 Watt sprechen wir natürlich nicht von einer sehr großen Energieeinsparung. Aber in einer Fertigung sind oft viele Stromversorgungen im Einsatz, und dann wird durch die Multiplikation ein signifikanter Spareffekt erzielt.

Effizienz und somit Kosten sparen ist für Sie aber mehr als nur Energiesparen?

Ja, denn durch die vollständige Integration der PSU8600 in Totally Integrated Automation (TIA) unterstützen wir unsere Kunden schon bei der Produktauswahl und der Projektierung der Anlage, inklusive Bestellung der Komponenten in der Industry Mall. Mit ihren CAE-Daten lässt sich die PSU8600 direkt in die mechanische und elektrische Konstruktion eines Systems passend integrieren und konfigurieren. Der Kunde kann zudem sein individualisiertes Handbuch mit allen ausgewählten Komponenten wie SPS, HMI oder Stromversorgung zusammenstellen. Im TIA Portal erfolgt dann die Projektierung für die ausgewählten oder konfigurierten Produkte. Einfachkeit und Zeitersparnis sind das Ergebnis dieser vollen Integration.

Aber nach dem Einbau zählen die folgenden Jahre, was die Stromversorgung im Betrieb leistet. Was ist neben dem Ausschalten von Ausgängen noch möglich?

Im Betrieb ist neben einer hohen Zuverlässigkeit vor allem Transparenz wichtig. Das Automatisierungssystem muss jederzeit wissen, wann ein Überlastfall an einem Ausgang vorliegt. Hierzu lässt sich jeder Ausgang individuell einstellen. Neben dem Abschaltschwellwert kann auch ein Vorwarnwert definiert werden. Die daraus resultierenden Meldungen werden automatisch an die Systemdiagnose weitergegeben. Hier interagiert das Stromversorgungssystem direkt mit dem Automatisierungssystem, ohne dass ein zusätzlicher Aufwand notwendig ist. Ebenso werden für sämtliche Ausgänge deren aktuelle Energiedaten bereitgestellt. Zudem sind auch die Ausgangsspannungen individuell einstellbar, von 5 bis 28 V. Über das SPS-Programm lässt sich so beispielsweise bei einem Lüfter die Drehzahl elegant über die Stromversorgung einstellen.

In der Produktion muss die Stromversorgung vor allem zuverlässig sein. Lässt sich für kritische Anwendungen eine Redundanz einbauen?

Das ist vor allem in der Prozessindustrie ein Thema. Durch unser modulares Konzept lassen sich zwei PSU8600 redundant auslegen. Bei einem Ausfall sorgen je nach Ausführung des Stromversorgungssystems ein oder mehrere Redundanzmodule automatisch für die unterbrechungsfreie Umschaltung. Die aktiven Ausgänge und Ausfälle sind dabei immer im Automatisierungssystem sichtbar.

Wie sieht es denn bei kurzfristigen Netzausfällen aus? Braucht es gleich eine USV für die Produktionsanlage?

Nein, zum Schutz vor kurzzeitigen Spannungseinbrüchen auf der Netzseite, den relativ häufig vorkommenden Brownouts, können Puffermodule mit Elektrolytkondensatoren eingesetzt werden. Diese puffern bis zu 300 ms bei 40 A. Damit lässt sich vermeiden, dass eine SPS in den Stop-Modus geht. Längere Netzausfälle bis 10 Sekunden bei vollen 40 A puffern die Varianten mit Doppelschicht-Kondensatoren. Damit ist sogar das gezielte Herunterfahren von Industrie-PCs möglich. Es lassen sich auch zwei Puffermodule kombinieren. Die PSU8600 teilt alle Netzausfälle dem überlagerten System inklusive Zeitstempel mit. So erhält der Anlagenbetreiber auch eine Aussage über die Qualität des einspeisenden Strom­netzes und kann bei Problemen Korrelationen herstellen.

Neben den Puffermodulen lassen sich auch die Ausgänge modular erweitern?

Bis zu vier Erweiterungsmodule können pro Grundgerät über den System Clip Link, einen Verbindungsstecker für Systemdaten und Energieversorgung, angeschlossen werden. Damit sind pro PSU8600 insgesamt 20 selektiv überwachte Ausgänge möglich.

Sie erwähnten die Möglichkeit, die Stromqualität zu überwachen. Lässt sich über die Ausgänge auch ein Condition Monitoring der angeschlossenen Verbraucher einfach realisieren?

Genau das ist möglich. Die PSU8600 erfasst den Strom- und Spannungswert individuell für jeden Ausgang kontinuierlich. Eine SPS, ein PC oder auch ein angebundener Cloud-Dienst kann den Datenstrom auswerten und anhand des Stromverlaufs feststellen, ob beispielsweise bald eine Wartung eines Motors notwendig wird oder ein Hindernis im Förderband liegt, weil schlagartig mehr Strom gezogen wird.

Das Stromversorgungssystem wird zunehmend also ein Datenlieferant für Predictive Maintenance Services?

Deswegen sagen wir ja auch, die PSU8600 ist wirklich bereit für Industrie 4.0. Neben dem kontinuierlichen Lastzustand liefert das Gerät auch Informationen über eine zu hohe Temperatur oder einen Phasenausfall. Alle Daten sind immer transparent für das Automatisierungssystem.

Die PSU8600 kommuniziert ihre Daten über Profinet. Aber warum haben sie zwei Anschlüsse integriert?

Ganz einfach, so spart man sich einen Switch. Gibt es im Schaltschrank beispielsweise schon einen Profinet-Anschluss, so steckt man das Kabel einfach in die PSU8600 rein und geht beim zweiten Port wieder raus. So ist auch die einfache Erweiterung bestehender Applikationen möglich.

Und für was besitzt das Gerät einen integrierten Webserver?

Für eine vereinfachte Inbetriebnahme und Fernwartung. Der Webserver liefert ein Monitoring aller Ausgänge, auch die Parametrierung kann darüber erfolgen. Natürlich lässt sich das Stromversorgungssystem auch über das TIA Portal oder Step 7 konfigurieren.

Was unterscheidet Ihr Stromversorgungssystem von der Konkurrenz?

Neben der vollständigen Integration in das TIA Portal punktet die PSU8600 vor allem mit umfassender Transparenz der Gleichstromverbraucher. Dies reicht von Diagnoseinformationen bis hin zu Energiedaten.

Was können Ihre Stromversorgungssysteme in einigen Jahren noch besser?

Der Systembaukasten der PSU8600 wird sicher noch umfangreicher und die Systemeinbindung noch effizienter. Auch die Standardisierung schreitet voran, die Kommunikation zwischen den Industriekomponenten vereinfacht sich durch Protokolle wie OPC UA.