Dezentral oder sternförmig?

Energieverteilung - Wirtschaftlichkeit und Flexibilität stehen im Mittelpunkt jeder Anlagenplanung. Innovative Installationselemente gewährleisten dies auch bei der dezentralen Verteilung von Energie.

03. August 2007

In vielen ausgedehnten Industrieanlagen verläuft die elektrische Installation sternförmig aus einem zentralen Schaltschrank. Diese Installationsart ist jedoch sehr aufwendig und kostenintensiv: So müssen umfangreiche Kabelpakete verlegt und an vielen Stellen abisoliert und angeklemmt werden. Zudem sind die Entfernungen zu den Feldkomponenten groß und unflexibel. Nicht zuletzt erfordern die Schaltschränke dabei viel Platz und großen Projektierungsaufwand.

Wesentlich einfacher realisieren lässt sich die elektrische ­Installation in dezentral ausgeführten Anlagen über das Durchschleifen und Abgreifen einer ungeschnittenen Leitung von Feldgerät zu Feldgerät. Der Abgriff erfolgt dabei idealerweise verbrauchernah an jeder beliebigen Stelle und ermög­licht dadurch Kosteneinsparungen bei den Leitungen und bei der Montage. Darüber hinaus lassen sich dezentral konzipierte Anlagen flexibel realisieren, auch bei kurzfristigen Anlagenumplanungen, weil sich Änderungen vor Ort schnell und rationell durchführen lassen.

Dezentrale Automatisierungskonzepte sind fester Bestandteil im Maschinen- und Anlagenbau, der Nahrungsmittel­industrie, in Flughäfen, Logistikzentren und Fertigungsprozessen der Automobilindustrie. Kennzeichen des Engineerings von dezentral aufgebauten Konzepten sind einzelne Anlagenmodule, die objektorientiert geplant und projektiert werden. Einzelne Module lassen sich so einfach duplizieren und mehrfach verwenden. Diese Vorgehensweise steigert die Effizienz und reduziert die Kosten. Bei der Planung und Ausführung der Anlage bleibt man so flexibel, dass kurzfristige Änderungen jederzeit möglich sind. Verändert werden muss in der Regel nur die Software.

Eine umfassende, rationelle, und flexible Lösung zur dezen­tralen Verteilung der Energie in weiträumig konzipierten Maschinen und Anlagen über eine ungeschnittene Leitung bietet das neuartige Anschlusskonzept »FieldPower« von Weidmüller zur Montage ohne Kabel­kanal und ohne Sonderwerkzeuge.

Diese »flexible Stromschiene« basiert auf so genannten Power­boxen in Schutzart IP 65 und eignet sich zum Kontaktieren von fünfpoligen Energieleitungen mit einem Durchmesser von 2,5 bis 6 Millimeter. Die Power­box integriert in einem einzelnen Modul die Funktionen Einspeisung, Verlängerung, Motorabgang und Verteilung. Der Abgriff der Ener­gie geschieht dabei verbrauchernah an jeder beliebigen Stelle. Die Dichtungen des Gehäuses passen für Rundleitungen von 7 bis 17 Millimeter Durchmesser sowie für Flachleitungen von

8 x 27 Millimeter.

Zur Installation wird die Powerbox direkt vor Ort an beliebiger Stelle montiert und die ungeschnittene Rund- oder Flachleitung eingelegt. Eine Farbkodierung hilft dabei, Fehler zu vermeiden. Danach werden die Leitungen mit einem speziellen Werkzeug partiell abgemantelt und die einzelnen Adern in das Unterteil des Anschlussblocks eingelegt. Die sichere und zuverlässige Kontaktierung zur ungeschnittenen 400-Volt-Energieleitung erfolgt über die Anschlusstechnologie IDC (Insulation Displacement Connection). Dazu genügt es, die Kontakteinheit aufzurasten und das Kontaktelement mit einem Schraubendreher um 90 Grad zu drehen.

Verzweigungen und Abgänge zu den Lasten, wie beispielsweise Starter und Frequenzumrichter, lassen sich bis zu einer Stromtragfähigkeit von 41 Ampere fest oder steckbar realisieren. Die abisolierten Adern der entsprechenden Leitung werden dazu direkt in den Push-in-Anschluss des Kontaktblocks oder in einen Steckverbinder eingesteckt, der für den Leiter­anschluss mit der zuverlässigen Push-in-Direktsteckanschlusstechnik ausgestattet ist und auf den Kontaktblock aufgesteckt wird. Über Twin-Steckverbinder lassen sich zudem zwei Stichleitungen realisieren. G-Sicherungs-Einsätze dienen zur Absicherung von Lasten, Abgängen und Verzweigungen insbesondere bei einer Reduzierung des Leiterquerschnitts. Die optische Kontrolle der Sicherungen geschieht mit einer roten Leuchtdiode als Ausfallanzeige. Am Sicherungs-Steckverbinder lassen sich Leiterquerschnitte von 0,5 bis 4 Quadratmillimeter anschließen.

Ergänzt wird das Fieldpower-Konzept durch passende Steckverbinder, Leitungen, Dichtungen, Werkzeuge sowie umfangreiches Zubehör. Für eine schnelle Montage liefert Weidmüller auf Wunsch zudem vorkonfektionierte Kabelsätze. In Vorbereitung ist zudem ein Gehäuse mit integriertem Wartungsschalter, mit dem sich ­Motorabgänge oder komplette Antriebszweige sicher abschalten und gegen ein unbeab­sichtigtes Wiedereinschalten sichern lassen.

Daneben ermöglicht das Konzept die Integration von individuellen Funktionen. So integriert zum Beispiel der Detmolder Antriebstechnikhersteller MSF Vathauer in das Powerbox-Gehäuse einen dreiphasigen Frequenzumrichter mit einem Leistung von bis zu 1,5 Kilowatt und mit bis zu vier Sensoreingängen und Busanschluss.

Horst Kalla, John Witt, Weidmüller Interface/bt

Fakten:Vorteile der Powerbox

- Geeignet für Rund- und Flachleitungen

- Universeller Einsatz als Einspeisung oder zweifacher T-Abgang

- Stromtragfähigkeit bis 41 Ampere in Verzweigungen, Abgängen und Einspeisungen

- Problemloser Aufbau von Linien-, Baum- und Netzwerkstrukturen

- Anwender können individuelle Entwicklungen integrieren

Erschienen in Ausgabe: DIGEST/2007