Versorgung im Feld

Die Hauptziele des Unternehmens Wieland Electric für die Entwicklung eines solchen Systems waren Einsparungen an verlegter Leitungslänge, der Wunsch nach schnellerer Inbetriebnahme und Flexibilität bei einem möglichen weiteren Ausbau. Die alten sternförmigen Anschlüsse von Verbrauchern mit den sehr aufwendigen Verkabelungen und Fehlerquellen gehören ja (hoffentlich) entgültig der Vergangenheit an. Aber auch bei der Verteilung über den zur Zeit üblichen dezentralen Schaltkasten und die Schleifung der Energieverteilung über aufwendige Steckverbinder ist die gesamte verlegte Leitungslänge immer noch sehr aufwendig. Und auch von Flexibilität kann man hier noch lange nicht sprechen. Dies gilt ganz besonders bei der Erweiterung einer Anlage und im Automobilbau, wo im Minutentakt gerechnet wird.

Von der flexiblen Stromschiene...

Das Energiebus-System, so wird es von dem Unternehmen sehr treffend bezeichnet, besteht im wesentlichen aus der Flachleitung als flexible Stromschiene, den sogenannten Abgängen zu den Verbrauchern und einem Feldbus. Die 7-polige Flachleitung mit einem Leitungsquerschnitt von bislang 2,5 mm2 wurde um ein weiteres, ähnlich aufgebautes Produkt mit 4 mm2 ergänzt. Sie ist jetzt noch biegsamer und der Mantel ist aus EVA (Gummi), was die Leitung noch resistenter gegen äußere Einflüsse macht.

Der Hauptvorteil des höheren Querschnitts ist nicht eine mögliche Übertragungsleistung von 25 Kilowatt, sondern, dass der Spannungsverlust bei größeren Kabellängen wieder ¿wettgemacht¿ wird. Die 7-polige Flachleitung ist aufgebaut aus drei Adern für die Energieübertragung bis 500 Volt AC, Schutz- und Nullleiter sowie zwei Adern für die 24 Volt DC Steuerspannung, über die mit dem wahlweise integrierten Aktor-Sensor-Interface (Asi) auch das Ansteuern und Auslesen der angeschlossenen Komponenten und Verbraucher erfolgt. Als zusätzlich verlegte Bussysteme kommen beispielsweise Profibus-DP und Device-Net in Frage, da hier die Übertragung von Daten und Hilfsenergie über eine gemeinsame Leitung erfolgen kann.

...über die Spitzschraube...

Die Modulbauweise für Verbindungen und Anschlüsse erlaubt einen einfachen und sicheren, vor allen Dingen aber einen schnellen Auf- und Ausbau. Jede Abzweigung, ob zu einem Verbraucher oder zur Entnahme der Steuerspannung, ist unterbrechungsfrei und fehlersicher über ein aufsteckbares Modul möglich, ohne dass Sie die Leitung auftrennen müssen. Dies gilt auch für Asi-Signale, die Sie über einen solchen Baustein mit integriertem Überspannungsschutz entnehmen oder einspeisen können. Im Störfall können Sie sogar Komponenten auswechseln, ohne den Daten- und Energiebus zu unterbrechen. Die Durchkontaktierung zu den jeweiligen Adern des Flachbandes erfolgt dann schnell und sicher mit Spitzschrauben ¿ Sie müssen sie einfach nur reindrehen! Und es klappt, denn es genügt sogar den hohen Sicherheitsanforderungen der Automatisierungstechnik. Darüber hinaus entsprechen alle Komponenten der Schutzklasse IP65.

Für den Fall, dass mehrere Leitungen zusammentreffen, ob nun Flach- oder Rundleitung, werden Verteilermodule in allen Variationen angeboten. Auf diese Weise wird eine vollständige Kompatibilität zu den praktisch überall eingesetzten Rundleitungen gewährleistet.

Und noch ein wichtiger Punkt. Sie kennen bestimmt auch aus eigener Erfahrung das Motto: Lieber etwas überdimensionieren, dann bin ich auf der sicheren Seite. Aber um wieviel ¿ das können sie hier genau rauskriegen, denn ein Projektierungstool errechnet Ihnen auf der Basis Ihrer Daten und Anlagenkonfiguration die für Ihre Anwendung optimale Auslegung. Dies reicht von unterschiedlichen Möglichkeiten der Einspeisung, über die statische Berechnung der wichtigsten Parameter, bis hin zur Berücksichtigung variabler Umgebungstemperaturen und der thermischen Belastung der Flachleitung.

...zur Anwendung im Hochregallager

Die Flachleitung ist die Basis des Energiebus-Systems und für die sogenannten aktiven Abgänge; und podis-Drive sind modular aufgebaute Motor-Steuereinheiten. Diese beinhalten eine Grundplatte komplett mit allen IP65-Steckverbindern für den Motorstarter, den Motorabgang sowie die lokalen E/As (M12). Im Starter sind ein Kurzschlussschutz und ein elektronischer Überlastschutz integriert. Die Motorstarter-Module sind für 1,1 Kilowatt als Zweifach-Direktstarter und Reversierstarter sowie als Frequenzumrichter für 0,75 Kilowatt verfügbar.

Wenn man schon ein solch zukunftweisendes System entwickelt hat und auch vertreibt, warum dann nicht auch im eigenen Unternehmen einsetzen? Das hat sich Wieland Electric auch gesagt und auf Basis dieses Energiebusses in Zusammenarbeit mit dem Logistikunternehmen Eco-Log ein neues vollautomatisiertes Kastenlager für die eigenen Belange aufgebaut. Eco-Log erstellte auch die Software für die Steuerung sowie Vorgaben für technische Anforderungen wie Integrierbarkeit in die Fördertechnik, Diagnose im Fehlerfall, flexible Bremsansteuerung und den Motorschutz. Der Zugriff auf die Behälter erfolgt über ein Fahrgerät und eine S7, über die der gesamte Telegrammverkehr läuft. Mit einer Beschleunigung von 2,5 m/sec2 und einer Geschwindigkeit von 3,5 m/sec rast das Fahrgerät durch das Hochregallager und erreicht so eine Kapazität von circa 600 Behältern pro Stunde.

Sicherheits-Zuhaltungen sorgen dafür, dass hier keine Person beim Service zu Schaden kommen kann. Mit einer Gesamthöhe für 27 Regalfelder und einer Gesamtlänge, die Platz für 110 Behälter im Doppelpack bietet, werden hier eine Vielzahl von Komponenten gelagert, angefangen von der Schraube bis hin zum Modul. Ob Komponenten zur eigenen Fertigung transportiert werden, oder ob es eine Vollauslagerungen bis hin zum Absetzen auf Paletten ist, alles läuft über das Energiebus- und Drive-System.

Resumée

Das hier beschriebene Energiebus-System kommt ursprünglich aus der Gebäudetechnik, ist also eine jahrelang bewährte Technologie. Was dem Anlagenbauer aber jetzt zugute kommt, sind die Erfahrungen, die Wieland Electric im Laufe der Jahre sammeln und umsetzten konnte. Gerade im Anlagenbau mit dem noch immer üblichen Kabelsalat für die oft weit verteilten Antriebe und den Problemen bei einer Erweiterung kann dieses System sehr effektiv eingesetzt werden. Dies gilt für den Neuaufbau wie auch für die Erweiterung vorhandener Systeme. Dafür sorgen die ab dem 2. Quartal dieses Jahres verfügbaren Anschluss- und Verteilermodule sowie die neue 4 mm2-Flachleitung für noch größere Entfernungen. Der Flexibilität sind jetzt also wirklich keine Grenzen mehr gesetzt.

Dr. Peter Stipp

Links: http://www.wieland-electric.com, http://www.ecolog.at