Stromversorgung Für eine zuverlässige Stromversorgung im Feld

Autor / Redakteur: Marc Plückebaum und Johanna Westermeier / Dipl.-Ing. (FH) Sandra Häuslein

Eine neue Stromversorgung von Phoenix Contact verfügt über Schutzart IP67 und wurde für die Installation im Feld und direkt am Verbraucher konzipiert. Hier stellen wir die Trio-Power-Stromversorgung vor.

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Die robusten Trio-Power-Stromversorgungen eignen sich ideal für die Feldinstallation.
Die robusten Trio-Power-Stromversorgungen eignen sich ideal für die Feldinstallation.
(Bild: Phoenix Contact)

Der Trend zur dezentralen Automatisierung in den Bereichen Maschinenbau und Fabrikautomation ist weiterhin ungebrochen. Die Vorteile: Modulare Anlagenkonzepte und die Unterteilung von Maschinen in Teilabschnitte ermöglichen eine individuelle Planung und Auslegung der Anlage. Kundenwünsche lassen sich so besser berücksichtigen und Maschinen können schneller getestet und in Betrieb genommen werden.

Warum nicht auch Systemkomponenten auslagern?

Zudem werden neue Maschinen immer intelligenter und vernetzter. Industrie 4.0 und Cloudlösungen prägen aktuell die Automatisierung und führen dazu, dass immer mehr Sensordaten gesammelt, weitergegeben und ausgewertet werden. Durch den wachsenden Bedarf an Sensorik werden bereits heute vermehrt I/O-Systeme für die Feldinstallation installiert. Somit werden die Signaldaten unmittelbar in der Nähe der Sensoren und Aktoren eingesammelt und weitergeleitet. Doch warum sollen sich nicht auch weitere Systemkomponenten auslagern lassen?

Da ein zentraler Ansatz vielfach lange Leitungslängen bis zur Maschine bedingt und eine Erweiterung des Schaltschrankkonzeptes teuer sein kann, wird oftmals auf kleinere, dezentrale Schaltkästen zurückgegriffen. Auf diese Weise kann auch die Stromversorgung direkt ins Feld verlagert werden.

Im klassischen Anlagendesign sind zentrale Schaltschrankkonzepte weit verbreitet. Diese vereinen alle elektrischen und elektronischen Komponenten einer Maschine und befinden sich gruppiert an zentralen Positionen, etwas entfernt bzw. in der Umgebung einer Maschine. Da ein zentraler Ansatz jedoch vielfach lange Leitungslängen bis zur Maschine bedingt und eine Erweiterung des Schaltschrankkonzeptes teuer sein kann, wird oftmals auf kleinere, dezentrale Schaltkästen zurückgegriffen. Auf diese Weise kann auch die Stromversorgung direkt ins Feld verlagert werden. Diese dezentralen Schaltkästen werden aktuell häufig von den Unternehmen selbst geplant, ausgelegt und installiert.

Stromversorgung in Schutzart IP67

Die neuen Trio-Power-Stromversorgungen verfügen über die Schutzart IP67 und sind damit wasser- und staubdicht.
Die neuen Trio-Power-Stromversorgungen verfügen über die Schutzart IP67 und sind damit wasser- und staubdicht.
(Bild: Phoenix Contact)

Für Applikationen, in denen diese Schaltkasten-Lösungen aufgrund mangelnder Erweiterbarkeit oder Platzmangel nicht installierbar sind, bietet Phoenix Contact jetzt neben den klassischen Stromversorgungen für den Schaltschrank in Schutzart IP20 auch Stromversorgungen mit höherer Schutzart für eine schaltschranklose Installation direkt im Feld an. Eine Auslagerung der Stromversorgung schafft Platz im Schaltschrank, die Wärmeentwicklung dort wird reduziert und die 24 Volt zur Energieversorgung genau dort erzeugt, wo sie benötigt werden: nahe dem Verbraucher.

Die neuen Stromversorgungen mit Schutzart IP67 ergänzen somit das umfangreiche Power-Produktprogramm von Phoenix Contact und geben dem Anwender die Möglichkeit, den Grad der Modularität seiner Anlage selbst zu gestalten.

Die Trio Power-IP67-Stromversorgungen sind speziell für die Anwendung im Feld entwickelt und halten sehr hohen Anforderungen stand. Durch das robuste Aludruckgussgehäuse in Schutzart IP67 sind die Stromversorgungen vor dem Eindringen von Wasser und Fremdkörpern geschützt.

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Stromversorgungen sind schock- und vibrationsfest

Auch hinsichtlich der Schock- und Vibrationsfestigkeit genügen die neuen Stromversorgungen sehr hohen Anforderungen. Die Vibrationsfestigkeit von Geräten wird entsprechend der Norm IEC 60068-2-6 gemessen. Dies geschieht im laufenden Betrieb mit Frequenzen von 10 Hz bis 150 Hz bei einer Amplitude von ±2,5 mm. Die Trio-IP67-Stromversorgungen sind bis 4 g belastbar, die Schockprüfungen nach IEC 60068-2-27 werden sogar mit 30 g je Raumrichtung durchgeführt. Die Geräte arbeiten also auch bei extrem schnellen Bewegungen zuverlässig.

Auch der weite Temperatureinsatzbereich der neuen Stromversorgungen ermöglicht eine hohe Flexibilität bezüglich möglicher Einsatzbereiche. Überall dort, wo Wärme entsteht, wird diese direkt durch die Leiterplatte geführt und über die Gehäusefläche abgeleitet. Bei Umgebungstemperaturen von –25 °C bis 70 °C arbeiten die Netzteile zuverlässig. Die Geräte kommen hierbei ohne innenliegende Kühlkörper aus, die Kühlung erfolgt ausschließlich über das Gehäuse.

Auch auf Verguss wurde bei den Geräten bewusst verzichtet – dies verlängert die Lebensdauer der intern verbauten Komponenten und ist zusätzlich schonender für die Umwelt hinsichtlich Herstellung und Recycling.

Robuste und verlässliche Elektronik

Neben der robusten Mechanik verfügen die Trio-IP67-Stromversorgungen auch über eine robuste und verlässliche Elektronik. So sind die Geräte beispielsweise eingangsseitig spannungsfest bis 300 V AC. Standardmäßig verfügen Trio-Power IP67-Stromversorgungen zudem über einen AC- und DC-Weitbereichseingang und sind somit in unterschiedlichen Versorgungsnetzen weltweit einsetzbar.

Für ein zuverlässiges Starten großer Lasten verfügen die Stromversorgungen über eine dynamische Leistungsreserve. So liefern sie für bis zu fünf Sekunden den 1,5-fachen Nennstrom. Darüber hinaus sorgt der hohe Wirkungsgrad von >93 Prozent für eine hohe Energieeffizienz.

Verschiedene Steckerdesigns

Um die Installation für den Anwender so flexibel wie möglich zu gestalten, bietet Phoenix Contact die neuen Trio-Power-Stromversorgungen mit drei unterschiedlichen Geräteanschlüssen an:

  • 7/8-Zoll,
  • M12 und
  • Installation Power Distribution (IPD).

Einzig der DC-OK-Signalstecker, welcher als Schaltkontakt ein Absinken der Nennausgangsspannung unter 90 Prozent erkennt, ist bei allen verfügbaren Varianten als M12-A- kodierter Stecker ausgeführt.

Die unterschiedlichen Geräteanschlüsse 7/8“-Zoll, M12 oder IPD ermöglichen eine flexible Installation.
Die unterschiedlichen Geräteanschlüsse 7/8“-Zoll, M12 oder IPD ermöglichen eine flexible Installation.
(Bild: Phoenix Contact)

Der 7/8-Zoll Schraubanschluss ist eine weltweit verbreitete Anschlusstechnik, die vor allem für die Leistungsversorgung von aktiven I/O-Modulen eingesetzt wird.

In der M12-Ausführung ist der Eingangsstecker S-kodiert und die Ausgangsbuchse verfügt über die neue L-Kodierung. Die M12-Steckverbinder besitzen eine kompaktere Bauform und ersetzen sukzessive die älteren Steckverbinderdesigns.

Beide Steckverbindersysteme, sowohl 7/8-Zoll als auch M12, ermöglichen eine schnelle und fehlerfreie Verdrahtung dank standardisierter und kodierter Anschlüsse. Vorkonfektionierte Leitungen in beliebigen Längen bieten darüber hinaus weiteres Sparpotential.

Die IPD-Anschlusstechnik, als dritte Wahloption, ist vor allem für eine einfache Energieverteilung im Feld bekannt. Die Anschlusstechnik verfügt feldseitig über einen Push-in-Anschluss; dabei wird die entsprechende Leitung durch eine Tülle geführt und direkt gesteckt. IPD ermöglicht somit einen komfortablen Anschluss von freien Leitungsenden ohne konfektionierten Stecker.

Zusammengefasst:

Mit dem Bedarf an dezentralen Lösungen steigen auch die Anforderungen an die Geräte. Die neuen Trio-Power-Stromversorgungen in Schutzart IP67 können dank ihres robusten Aufbaus und der hohen Schutzart direkt im industriellen Feld installiert werden. Durch die Installation direkt am Verbraucher werden Leitungslängen sowie der Platzbedarf und die Wärmeentwicklung im Schaltschrank reduziert.

* Marc Plückebaum ist im Produktmarketing, Johanna Westermeier im Bereich Marketing Communications bei Phoenix Contact Power Supplies in Paderborn tätig

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