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Angang New Steel Co. Ltd.; Anshan (China) Zuverlässige 24-V-Versorgung in Stahlbehandlungslinien Stahlerzeuger erwarten von modernen Konti-Glühanlagen hohe Verfügbarkeit, Geschwindigkeit und Qualität. Robuste elektromechanische und hochverfügbare elektronische Komponenten sollen geringe Ausfall- und Reparaturkosten garantieren. Was von der gesamten Automatisierung verlangt wird, gilt insbesondere für die 24-V-Versorgung aller in den Schaltschränken eingesetzten Komponenten. Bei der Ausrüstung einer neuen Behandlungslinie hat das deutsche Lieferkonsortium unter Teilnahme der Firmen SMS Demag und Siemens von der chinesischen Angang New Steel Co. Ltd. den Auftrag für die Automatisierungs- und Antriebstechnik erhalten. Die Angang Group betreibt in der Stadt Anshan, in der Provinz Liaoning im Nordosten von China gelegen, einen Produktionskomplex mit einer Kapazität von jährlich rund zehn Millionen Tonnen Roheisen und Rohstahl. Die Stahlprodukte werden unter anderem in der Automobilindustrie und im Schiffbau eingesetzt. Darüber hinaus erzeugt Angang Baustahl und Eisenbahnschienen sowie Bleche für die Herstellung von Haushaltsgeräten. Eine neue, über 430 m lange Konti-Glühanlage ergänzt zukünftig die bestehenden Produktionseinrichtungen, die bereits in den letzten Jahren erheblich ausgebaut wurden. In der geplanten Konti-Glühanlagen mit integriertem Nachwalzwerk erhalten Bleche mit Bandbreiten von 1000 mm bis 1980 mm und Banddicken von 0,3 mm bis 2,0 mm die geforderten mechanischen Eigenschaften für die Weiterverarbeitung, d. h. ein gleichmäßiges Gefüge über die gesamte Bandlänge und eine erstklassige Oberfläche bei bester Planheit. Diese Bleche werden in erster Linie von der Automobilindustrie abgenommen. In diesem Zusammenhang liefert der Siemens-Bereich Industrial Solutions and Services (I&S) die komplette Automatisierungs- und Elektrotechnik im Wert von 13 Mio. Euro. Der Auftrag umfasst sämtliche Antriebe in Drehstromtechnik, die Basisautomatisierung sowie die komplette Prozessautomatisierung auf Basis der Siroll-Lösung „Processing Lines“. Diese speziell für Behandlungslinien entwickelte Automatisierungslösung ermöglicht eine hohe Produktionsgeschwindigkeit bei bandschonender Fahrweise. Zuverlässigkeit und Robustheit als Garant für hohe Anlagenverfügbarkeit Mit einer geplanten Jahresproduktion von rund 1,0 Mio. Tonnen veredeltem Stahlblech im Jahr haben sich die Verantwortlichen der Angang Group ein ehrgeiziges Ziel gesetzt. Dies kann jedoch nur erreicht werden, wenn der gesamte Prozess mit einem hohen Grad an Steuerungs- und Automatisierungs-Know-how ausgestattet ist und dadurch eine hohe Produktivität erreicht wird. „Um die geforderten Kontinuität der Behandlungslinie zu erreichen, müssen wir die Verfügbarkeit der Anlage möglichst hoch halten“, so Josef Reinold, Senior Projekt Manager von Siemens I&S zuständiger Projektleiter bei Siemens Industrial Solutions and Services in Erlangen. So werden zum Beispiel bei der Behandlungslinie alle Signale dezentral über geeignete Automatisierungskomponenten ein- bzw. ausgelesen. Ein wichtiger Aspekt dabei ist eine verlässliche 24-V-Versorgung aller Komponenten. Und hier bietet die Siemens AG mit den Stromversorgungslösungen von Sitop völlig neue Perspektiven. Überzeugende Vorteile der Stromversorgungs-Grundgeräte Bereits die verwendeten Grundgeräte ‚Sitop modular' verfügen über zahlreiche Vorzüge, um die geforderte Anlagenverfügbarkeit zu verwirklichen. So ermöglicht die im robusten Metallgehäuse untergebrachte Primärschaltregler-Technologie ein geringes Gewicht der Geräte sowie einen hohen Wirkungsgrad. Letzterer sorgt für geringe Verlustwärme im Schaltschrank und bietet somit allen weiteren Komponenten günstige Umgebungstemperaturen. Auch Schwankungen der Ausgangsspannung, egal ob von eingangsseitigen Schwankungen der Versorgungsspannung oder von sekundärseitigen Lastsprüngen verursacht, gibt es nicht. Über die exakt geregelte Ausgangsspannung werden die angeschlossenen Komponenten jederzeit optimal mit ihrer Nennspannung versorgt. Sie arbeiten somit im idealen Spannungsbereich und dies garantiert maximale Lebensdauer für jeden elektronischen Verbraucher und damit verbunden hohe Anlagenverfügbarkeit. Aber nicht nur die Ausgangsspannung sondern auch der Ausgangsstrom wird geregelt. Und so sorgt die elektronische Strombegrenzung der Netzgeräte für besten Leitungsschutz, da im Fehlerfall keine unzulässig hohen Ströme auftreten können. Trotzdem bieten die Geräte durch die Konstantstromkennlinie am Ausgang immer genügend Strom, um selbst kritische Verbraucher wie zum Beispiel elektronische Lasten mit großen Kapazitäten im Eingangskreis sicher zu starten. Und auch wenn das Versorgungsnetz einmal kurzzeitig überlastet ist, haben die Stromversorgungen die für den zuverlässigen Anlagenbetrieb notwendige Reserve parat. Netzausfälle im Millisekundenbereich, in Versorgungsnetzen der Schwerindustrie durch das Zuschalten größer Lasten keine Seltenheit, werden durch die internen Kapazitäten problemlos und für die versorgte Peripherie unbemerkt überbrückt. Manchmal aber gehen die Anforderungen über das normal übliche Maß hinaus. Und auch hier bietet die Sitop-Familie mit zahlreichen Zusatzmodulen eine optimale Ergänzung zur Standard-Stromversorgung. Durch Zusatzmodule auch für harte Netzstörungen gerüstet So kann es zum Beispiel durch Störungen im Versorgungsnetz zu längeren Spannungseinbrüchen kommen. Für Antriebe mit großen rotierenden Massen und für thermische Prozesse sind diese kurzzeitigen Unterbrechungen im Bereich einiger Netzhalbwellen kaum spürbar, für die Automatisierungstechnik dieser Anlagen mit ihren zahlreichen elektronischen Komponenten jedoch können sie Datenverlust und Störungen in der Prozessüberwachung bedeuten. Ohne entsprechende Sicherheitsreserve ist der Anlagenbetreiber in diesen Fällen meist schlecht beraten. Um gegen solche so genannte „Brown-outs“ bestens gerüstet zu sein, lassen sich die Stromversorgungsgrundgeräte Sitop modular durch einfaches Parallelschalten eines elektronischen Puffermoduls aufrüsten. Netzausfallüberbrückungszeiten von einigen hundert Millisekunden sind so problemlos zu realisieren. Und soll die Automatisierungstechnik auch bei kompletten Netzausfällen den Durchblick behalten, dann bietet sich die xxx-fach bewährtenunterbrechungsfreien Stromversorgungen der Sitop-Reihe an. Durch die Kombination einer Stromversorgung mit einem DC-USV-Modul sowie einem Akku-Modul können leistungsmäßig abgestuft Überbrückungszeiten im Minuten- bis hin zum Stundenbereich realisiert werden. Aber auch eine redundante Versorgung über mehrere unabhängige Versorgungsnetze kann im Bedarfsfall aufgebaut werden. Über ein Redundanzmodul werden zwei Stromversorgungen einfach voneinander entkoppelt. Selbst bei Wegfall eines kompletten Versorgungsstranges kann so die 24-V-Versorgung über einen redundanten Zweig aufrechterhalten werden. Clevere Lösung für die Projektierung sekundärseitiger Anlagenteile Nicht nur auf der Versorgungsseite können sich Störungen äußerst unangenehm bemerkbar machen. Auch innerhalb der Anlage lauern Gefahren für den zuverlässigen Anlagenbetrieb. So kann ein Fehler in einem einzelnen kleinen Verbraucher schnell zur Belastung für die ganze Anlage werden. Eine besondere Herausforderung für den Anlagenplaner bildet somit immer die Realisierung der erforderlichen Selektivität im 24-V-Versorgungsstromkreis in Verbindung mit den modernen Schaltnetzteilen. Im Falle eines Fehlers in einem Verbraucherkreis soll über das vorgeschaltete Schutzorgan genau dieser fehlerhafte Kreis abgeschaltet werden, bevor die elektronische Strombegrenzung der Stromversorgung aktiv wird und die komplette 24-V-Versorgung einbricht. Übliche Lösungen mit der Absicherung über mittelträge Schmelzsicherungen oder Leitungsschutzschalter sind zumeist ausgeschlossen, da diese Schutzorgane erst auslösen, wenn der Strom kurzzeitig das Vielfache des Nennstroms übersteigt. Diesen notwendigen Auslösestrom kann eine geregelte Stromversorgung durch das Ansprechen der internen elektronischen Strombegrenzung jedoch meistens nicht liefern. Oftmals verbietet sich auch der Einsatz flinker Schutzorgane, da diese Schutzorgane schon durch die Einschaltstromspitzen verschiedener kapazitiver und induktiver Verbraucher ausgelöst werden können. Ein störungsfreier Betrieb der Anlage wird in diesem Fall schon beim Zuschalten einzelner Verbraucher in Frage gestellt. Aber auch hier bieten die „Versorger-Profis“ mit dem elektronischen Diagnosemodul ‚Sitop select' eine clevere und zukunftsweisende Lösung. Der Strom von bis zu vier Verbraucherzweigen kann über ein einzelnes Diagnosemodul überwacht werden. Übersteigt der Strom - verursacht durch einen Fehler - den Nennwert, der für jeden einzelnen Kanal im Bereich von 2 bis 10 A stufenlos über ein Potentiometer vorgegeben werden kann, so wird der fehlerhafte Verbraucherzweig elektronisch abgeschaltet. Die Versorgung der übrigen Verbraucher bleibt erhalten, der Weiterbetrieb der Anlage ist somit gesichert. Zudem wird zur schnellen Fehlerlokalisierung der Fehlerfall direkt vor Ort signalisiert und zusätzlich über einen Meldekontakt weitergeleitet. Durch seine Konzeption und mit der Baubreite von nur vier Teilungseinheiten eignet sich Sitop select auch optimal für die Nachrüstung von bereits bestehenden Anlagen. Dies kann insbesondere dann notwendig werden, wenn Leitungsschutzschalter installiert sind und durch alternde Anlagenkomponenten vermehrt Probleme bezüglich Selektivität auftreten. Vielfältige Problemfelder erfordern komplette Lösungsansätze Stabilität und Zuverlässigkeit, unkomplizierter Gebrauch und maximale Flexibilität bei akzeptablen Kosten - das sind die Erwartungen, die Anlagenplaner und -betreiber an die eingesetzten Automatisierungskomponenten haben. Und all dies auch unter Berücksichtigung verschiedenster möglicher Störeinflüsse auf der Versorgungs- wie auch auf der Anlagenseite. Mit dem Komplettangebot an Zusatzmodulen erfüllen die Stromversorgungslösungen von Sitop diese Anforderungen und bietet somit besten Rundum-Schutz für die Anlagenbetreiber, beginnend mit der Anlagenplanung bis hin zur flexiblen Nachrüstung bei veränderten Marktanforderungen. Dies sei lt. Hersteller Siemens auch der Hauptgrund, dass Anlagenbetreiber aus unterschiedlichsten Branchen seit über einem Jahrzehnt bevorzugt Sitop-Produkte als zuverlässige Stromversorgungsanlagen einsetzen. erschienen in: atp international 2/05 |
