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USK Karl Utz Sondermaschinen GmbH; Kändler (Deutschland) 24-V-Stromversorgung fünf Millionen Mal installiert Im Oktober 2004 lieferte Siemens die fünfmillionste Sitop-power-Stromversorgung aus. Das Gerät erhielt die Firma USK Karl Utz Sondermaschinen GmbH. Die Firma USK, mit ihrem Standort in Kändler, vor den Toren der sächsischen Industriemetropole Chemnitz, ist ein Komplettanbieter von Sondermaschinen und Industrieanlagen der Montage-, Handhabungs- und Prüftechnik. Moderne Automatisierungslösungen werden immer produktiver und zuverlässiger. Der Erhalt wichtiger Prozess- und Fertigungsdaten, auch bei Unterbrechung oder Ausfall der Versorgungsspannung, spielt dabei eine wichtige Rolle. Deshalb kommt der Ausfallsicherheit der 24-V-Versorgung eine besondere Bedeutung zu. Moderne Spannungsversorgungssysteme müssen von daher neben der gewohnten Netzteilfunktion auch Komponenten mit der Funktionalität einer unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV) und ausgeprägten Kommunikationsfähigkeiten anbieten, um eine hohe Verfügbarkeit von Produktionsanlagen zu unterstützen. Die Reihe "Sitop power" ermöglicht eine durchgängig bedarfsgerechte Ausstattung der Automatisierungssysteme von der zuverlässigen Spannungsversorgung bis hin zu intelligenten DC-USV. Die Firma UTZ, an die das Gerät mit der laufenden Nummer 5.000.000 ging, nutzt diese vielfältigen Möglichkeiten in ihren Applikationen. Viele ihrer Anlagen basieren auf einem Werkstückträgerumlaufsystem, welches die zu produzierenden Teile von Station zu Station transportiert. Bauteilkontrollen mit Vision-Systemen, kraft- und wegüberwachte Einpressoperationen, Dichtheits- oder Leckprüfungen oder Schrauboperationen sind typische Stationen auf dem Weg der transportierten Werkstücke. In den Bearbeitungsstationen entsteht eine Vielzahl wichtiger Prozessdaten. Da sich die Kennzeichnung der Produktteile mit Barcodes oder Datamatrix-Codes zunehmend durchsetzt, können diese Prozessdaten den gefertigten Teilen eindeutig zugeordnet werden. Die Voraussetzungen für eine umfassende Fertigungsdokumentation sind damit gegeben. Alle einem Endprodukt zugeordneten Daten werden lokal von Simatic Industrie-PCs gesammelt und an Server weitergeleitet und archiviert. Die Archivierung dieser Daten im Rahmen eines durchgängigen Qualitätsmanagements ist für viele Endkunden, für ein durchgängiges Qualitätsmanagement von größter Wichtigkeit. Hohe Sicherheit für IPCs Es liegt auf der Hand, dass zum lückenlosen Erhalt dieser Daten die Verfügbarkeit der Industrie-PCs unter allen Umständen gewährleistet sein muss - zumindest bis die im flüchtigen Speicher befindlichen Daten gesichert sind. Die Versorgung der Aktorik und Sensorik der Stationen und des Simatic-Industrie-PCs mit der Betriebsspannung von 24 VDC sichern primärgetaktete Stromversorgungen aus der bewährten Sitop-Familie. Diese Stromversorgungen sind mit einem Ultra-Weitspannungseingang ausgestattet. So ist es möglich, den gleichen Gerätetyp weltweit an alle Versorgungsnetze mit Spannungen von 85 bis 550 Volt anzuschließen. Sitop-Stromversorgungen sind damit auch in der Lage, Netzschwankungen in einem sehr weiten Bereich auszuregeln. Um bei Unterbrechungen oder gar Ausfällen der Versorgungsspannung gewappnet zu sein, kommen bei der Fa. USK Sitop-DC-USV-Module der neuesten Generation zum Einsatz. Durch das Verdrahtungskonzept der Anlage ist es möglich, sensible Verbraucher wie zum Beispiel Industrie-PCs auch bei Störungen des Versorgungsnetzes unterbrechungsfrei weiter mit der Betriebsspannung zu versorgen. Durch die Kombination von Kapazitäten im USV-Modul und dem extern angeschlossenen Akku kann auch der sonst übliche kurze Spannungseinbruch beim Zuschalten der Batterien sicher verhindert werden. Fällt im laufenden Betrieb die Versorgungsspannung der Anlage aus, übernimmt das DC-USV-Modul die unterbrechungsfreie Versorgung der angeschlossenen Verbraucher. Gleichzeitig wird dieser Netzausfall über einen potenzialfreien Kontakt signalisiert. Die Versorgungsdauer dieser Verbraucher kann durch frontseitige DIP-Schalter im Bereich von fünf bis 635 Sekunden vorgegeben werden oder erfolgt bis zur Tiefentladegrenze des Akku-Moduls. Die Kommunikationsschnittstelle - für stets aktuelle Systeminformationen Für die Kommunikation mit den Industrie-PCs kommen Sitop-DC-USV-Module mit serieller Schnittstelle zum Einsatz. Ausführungen mit USB-Schnittstelle sind ebenfalls verfügbar. Über diese Schnittstellen werden die Betriebszustände sowie Ergebnisse der Selbstdiagnose des DC-USV-Moduls zyklisch ausgegeben und können vom IPC weiterverarbeitet werden. Die Sitop-DC-USV-Software wertet die vom USV-Modul an den IPC gesendeten Zustandsinformationen aus und gibt dem Anwender die Möglichkeit, auf Zustandsänderungen flexibel zu reagieren. Bei einem Spannungsausfall sendet das USV-Modul ein entsprechendes Datentelegramm an den IPC. Jetzt können sofort die wichtigen Fertigungsdaten auf der Festplatte gesichert werden. Auch die Abgabe von Warnmeldungen an ein übergeordnetes Leitsystem sind dadurch noch möglich. Sind alle Daten gesichert, kann der geordnete Shut-Down-Prozess des Betriebssystems erfolgen. Die zeitgenaue Protokollierung aller relevanten USV-Daten in einem Log-File ermöglicht es, die Betriebszustände der Anlage auch zu einem späteren Zeitpunkt auszuwerten. Eine besonders nützliche Option ist die Unterstützung des automatischen Wiederanlaufs von IPCs. Bei einer zwischenzeitlichen Wiederkehr des Versorgungsnetzes während des Herunterfahrens des IPCs wird die Ausgangsspannung des USV-Moduls anschließend für ca. fünf Sekunden unterbrochen, so dass der IPC auch in diesem Fall ohne zusätzlichen Benutzereingriff neu startet. Integriertes Batteriemanagement vereinfacht die Wartung Ein leistungsfähiges Batteriemanagement trägt permanent dafür Sorge, dass die Pufferbereitschaft gewährleistet ist. Dies reicht von optimaler Ladung des Akkus bis hin zur Überwachung der Akkukapazität. Die unterschiedlichsten Faktoren, wie zum Beispiel die Umgebungstemperatur oder die Anzahl der Lade- und Entladezyklen beeinflussen die Alterung des Akkus. Die Alterung von Akkus lässt sich deshalb schwer abschätzen. Um kein Risiko einzugehen, wurden die Akkumulatoren bisher meist früher als eigentlich nötig getauscht. Die Sitop-DC-USV-Module besitzen jetzt eine aktive Akku-Test-Funktion, die einen solchen prophylaktischen Austausch überflüssig macht. Alle vier Stunden wird der angeschlossene Akku vom USV-Modul mit einem definierten Strom belastet. Der dabei gemessene Spannungsabfall des Akkus wird von einem Mikroprozessor ausgewertet. Liegt dieser Spannungsabfall außerhalb des zulässigen Toleranzbandes, wird eine Warnmeldung über den potenzialfreien Kontakt und die serielle Schnittstelle ausgegeben. Bei hoher Verfügbarkeit können so die Wartungs- und Instandhaltungskosten minimiert werden. Bei der Fa. USK werden sehr unterschiedliche Anlagenkonfigurationen hergestellt. Entsprechend unterschiedlich fällt der Strombedarf jeder Station aus, kann aber dank der breiten Palette von Stromversorgungen und DC-USV-Modulen durchgängig mit Sitop-Geräten gedeckt werden. Eine anwenderfreundliche Montage auf der Hutschiene im Schaltschrank, einfache Verdrahtung und eine verwechslungssichere Einstellung der Parameter am DC-USV-Modul erleichtern Installation und Service. Fazit / Ausblick Namhafte Kunden aus der Automobil- und Bauteile-Industrie schätzen die Qualität der Anlagen der Karl Utz Sondermaschinen GmbH aus dem sächsischen Kändler. Die Sitop-Stromversorgungen und die DC-USV-Module leisten einen unauffälligen, aber wesentlichen Beitrag für Verfügbarkeit der USK-Anlagen - und Millionen weiterer industrieller Automatisierungssysteme. erschienen in: iee 7-8/05 |
