Die Kommunikation und die Datentechnik umfassen weit mehr Bereiche, als es auf den ersten Blick den Anschein hat. So sind zum Beispiel Internetrouter oder Speicherserver ein wichtiger Teil der Infrastruktur von Unternehmen. Internetservice-Provider müssen ein intaktes Internet-Backbone durch ein leistungsstarkes Glasfasernetz bereitstellen, um verschiedene Produktionsstandorte miteinander zu verbinden. Fällt diese Kommunikation aus, kann es für das Unternehmen geschäftsschädigend sein. Deshalb ist die Verfügbarkeit der Anlagen von enormer Bedeutung. Konventionelle Stromverteilungssysteme können in modernen Infrastrukturen jedoch oft nicht den Schutz der zu versorgenden Einheiten gewährleisten. Intelligente Funktionen, wie beispielsweise die Erfassung von Messdaten, das Steuern durch einen Remote-Zugriff oder eine transparente Überwachung, sind dadurch unmöglich. Zudem sind die Sensorintegration und die Datenverarbeitung fast ausgeschlossen. Dafür bieten intelligente DC-Stromverteilungssysteme mit elektronischen Sicherungsautomaten und I/O-Schnittstellen die geeignete Lösung.
Sicherung der Stromverteilung
Im Fall einer Überlast oder eines Kurzschlusses unterbrechen elektronische Sicherungsautomaten, wie der ESX300-S von E-T-A, den Stromkreis. Ein integrierter Stromsensor misst den Laststrom. Sollte ein Störfall eintreten, schalten die Power-Mosfets den Lastkreis innerhalb von Millisekunden ab. Dadurch schützen sie die angeschlossenen Verbraucher vor der Zerstörung und sichern die einzelnen Lastkanäle in den intelligenten Stromverteilungssystemen ab. Zudem können die elektronischen Sicherungsautomaten den Strom aktiv begrenzen. Sollte eine Störung auftreten, begrenzen sie den fließenden Strom beispielsweise auf das 1,2-fache des Nennstroms. Um Spannungseinbrüche im Gesamtsystem abzuwenden, werden die Lasten partiell abgeschaltet. Dies schaltet nur den fehlerhaften Verbraucher ab, alle anderen Einheiten sind nach wie vor mit Strom versorgt. Dadurch kann der fehlerfreie Teil der Anlage ungestört weiterlaufen. Die Sensorik erfasst auch verschiedene Daten des Sicherungsautomaten, wie die zur Spannung, zum Strom oder zur Temperatur. Durch deren Auswertung können nötige Wartungsvorgänge vorausschauend eingeplant werden, als sogenannte Predictive Maintenance.
Steuerung des Systems
Um die intelligenten Stromverteilungssysteme bestmöglich zu nutzen, bedarf es einer smarten Steuereinheit. Diese ist in den meisten Fällen über einen internen BUS mit den elektronischen Sicherungsautomaten verbunden. Die Steuereinheit verbindet den Sicherungsautomaten mit der übergeordneten Steuerungs- oder Leitwarte. So lassen sich individuelle Messdaten, Statuszustände und Fehlermeldungen abfragen, zwischenspeichern und an das Managementsystem weitergeben. Die Steuereinheit RCI10 von E-T-A verfügt über eine Ethernet-Schnittstelle, um das System einfach ins Unternehmensnetzwerk zu integrieren. Die Netzwerkverbindung ermöglicht es dem Betreiber, die Daten mittels SNMP (Simple Network Management Protocol) weltweit abzurufen. Die integrierte Weboberfläche visualisiert den Zustand der Stromverteilungssysteme und kann jeden Lastkanal aktiv ein- oder ausschalten. Zudem erhält der Administrator Informationen über einen Komponenten- oder Anlagenausfall und kann durch den Fernzugriff den Grund dafür nachvollziehen. So kann er beispielsweise die ausgefallene Komponente mittels Ein- und Ausschaltens wieder neu starten – ganz einfach vom Büro aus.
Betriebszustände selbst optimieren
Die Sensoren der intelligenten Stromverteilungssysteme erfassen und integrieren verschiedene Umweltparameter. Die I/O-Schnittstellen geben diese an das Managementsystem weiter. Dabei geht es nicht nur um das Zusammentragen von Informationen, sondern vor allem um das sinnvolle Verarbeiten der erhobenen Daten. Sollte ein Sensor beispielsweise eine erhöhte Temperatur in einem Bereich der Produktion oder im Schaltschrank melden, muss das Bedienpersonal daraufhin auch eine entsprechende Gegenmaßnahme einleiten. Andernfalls ist die Datenerfassung nutzlos. Bestenfalls optimiert sich die Anlage bereits selbst, ohne dass der Mitarbeitende manuell eingreifen muss. Die I/O-Schnittstelle EAI300 des ControlPlex Rack Systems hat acht digitale Eingänge, einen analogen Eingang und zwei digitale Relais-Ausgänge. Das System bietet auch zusätzliche Features im Softwarebereich, die ansonsten nur bei modernen speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) zu finden sind. So ist es beispielsweise möglich, die Betriebszustände des elektronischen Sicherungsautomaten ESX300-S durch die gängigen Befehle „AND“, „OR“, „NOT“ mit den Informationen von den Sensoren zu verknüpfen. Dadurch kann das System die Lastausgänge eigenständig steuern und beispielsweise bei einer erhöhten Temperatur im Schaltschrank einen zusätzlichen Lüfter einschalten.