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Netzteile Platz sparende Lösung in modularen Holzbearbeitungsmaschinen

Autor / Redakteur: Anja Moldehn-Kleinesdar* / Dipl. -Ing. Ines Stotz

Holzbearbeitungs-Maschinen sind üblicherweise zentral installiert – die Verdrahtung erfolgt dann von einem Schaltschrank aus. Die Homag, deren Leistungsspektrum Formatbearbeiten und

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Holzbearbeitungsmaschinen brauchen eine zuverlässige Stromversorgung.
Holzbearbeitungsmaschinen brauchen eine zuverlässige Stromversorgung.
( Archiv: Vogel Business Media )

Holzbearbeitungs-Maschinen sind üblicherweise zentral installiert – die Verdrahtung erfolgt dann von einem Schaltschrank aus. Die Homag, deren Leistungsspektrum Formatbearbeiten und Kantenanleimen, Softforming und Postforming sowie stationäre CNC-Bearbeitungszentren und komplette Fertigungsstraßen umfasst, setzt jedoch zunehmend auf dezentrale Konzepte – zum Beispiel bei der neuen Kantenanleim-Maschine Optimat KFL 516. „Die modulare Installation bietet im Vergleich zu zentralen Konzepten viele Vorteile wie zielsichere Diagnose und stark verbesserte elektromagnetische Verträglichkeit“, erläutert Wilhelm Fuchs, Leiter der Elektro-Konstruktion bei Homag. „Aufgrund hoher Ansprüche an Qualität und Zuverlässigkeit der Maschinen haben wir uns für die Netzteile vom Typ Mini-Power von Phoenix Contact entschieden.“

Mit Durchlaufzeiten bis 32 Meter pro Minute eignet sich die Optimat KFL 516 für jedes Material, wobei der Werkstoff verschiedene Stationen durchläuft: Die Kanten werden plan gefräst, mit dem Trägermaterial verleimt, an allen Seiten zugeschnitten und dann gereinigt. Beim dezentralen Konzept hat jedes Aggregat, inklusive Steuerungstechnik und Stromversorgung, einen eigenen Schaltschrank – was die gesamte Anlage flexibel macht. Zudem werden Inbetriebnahmezeiten vor Ort und die damit verbundenen Kosten reduziert.

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Keine EMV-Probleme mehr

Ein weiterer Vorteil: Weil sich die Elektrik direkt am Modul befindet, kann eine eventuelle Fehlersuche sofort an der richtigen Stelle erfolgen. Bei zentralen Konzepten hingegen führen Störsignale auf den langen Leitungen oft zu erheblichen Problemen: Entstörungen durch Kondensatoren in EMV-Filtern und die Kapazität abgeschirmter Leitungen zur Erde erzeugen hohe Ableitströme.

Beim dezentralen Konzept bewirken kürzere Kabel auch eine bessere elektromagnetische Verträglichkeit, die zentral dagegen noch aufwändig und kostenintensiv gelöst werden mussten. Deutlich reduzierte Leitungsverluste sind ebenfalls ein Nutzen kürzerer Leitungen. Der Anwender kann seine Maschine aus Einzelbausteinen zusammenstellen – beispielsweise Kappen-, Formfräsen- und Magazin-Modul zu einer Lösung kombinieren. Weil sich die Module einzeln prüfen und in Betrieb nehmen lassen, erfolgt der Zusammenbau vor Ort schnell und problemlos.

Hohe Betriebssicherheit für weltweiten Einsatz

„Für die Dezentralisierung der Leistung kam für uns nur ein Systemlieferant in Frage, der alle erforderlichen Netzteil-Varianten liefern kann“, erklärt Wilhelm Fuchs. Benötigt werden unterschiedliche Schaltnetzteile für die Tragschiene bis 240 W. Wichtiges Argument für die Stromversorgungen von Phoenix Contact war die hohe Qualität. Nur so sei eine hohe Betriebssicherheit der weltweit eingesetzten Aggregate in den Maschinen gegeben.

Mini-Power 24 VDC/1 A versorgt die dezentrale Steuerung, über die jedes Modul der Optimat KFL 516 verfügt. Die Zuverlässigkeit der Geräte belegt der hohe MTBF-Wert: 500 000 Stunden – das ist die mittlere Zeit zwischen zwei Ausfällen. Zudem sorgen großzügig dimensionierte Kondensatoren für eine Netzausfall-Überbrückungszeit bis 100 ms bei 230 VAC Eingangs-Spannung. Diese Reserve steht zur Verfügung, um zum Beispiel das Umschalten fehlerhafter Versorgungsnetze mit Spannungs-Einbrüchen zu überbrücken.

Anlauf ohne hohe Einschaltströme

„Die aktive Begrenzung der Einschaltströme ist bei allen Netzteilen erforderlich“, erläutert Thomas Seeger, der bei Homag für die elektronische Steuerungs-Entwicklung der Durchlauftechnik verantwortlich ist. „Denn bei der Versorgung mit mehreren parallel geschalteten Stromversorgungen sind ohne die Begrenzung derart hohe Ströme aufgetreten, dass die Schaltkontakte der Schütze verschweißen.“ Deshalb arbeitet Homag jetzt ausschließlich mit Netzteilen, die einen sanften Anlauf ohne hohe Einschaltströme ermöglichen – bis maximal zwei- bis dreifachem Nennstrom. So lässt sich das ungewollte Auslösen von Sicherungen vermeiden – beim Kaltstart der Stromversorgung, nach einem Not-Aus wie auch beim Warmstart nach einem längeren Ausfall des Versorgungsnetzes.

Mini-Power 24 VDC/4 A verursacht bei 230 VAC Eingangs-Spannung lediglich einen Einschalt-Stromstoß von 2,4 A. Als Besonderheit verfügt dieses Netzteil über eine speichernde Abschaltung. Bei Überlast oder Kurzschluss liefert das Gerät für drei bis vier Sekunden einen Ausgangsstrom bis 6 A – und schaltet dann ab. Üblicherweise wird der volle Ausgangsstrom der Leistungsreserve mit I(BOOST)=6A bei konstanter Ausgangsspannung dauerhaft zur Verfügung gestellt. Sobald Überlast oder Kurzschluss beseitigt sind, steht wieder die volle Spannung zur Verfügung.

Auf dieses Merkmal kommt es Homag besonders an: „Da die Leitungen zu den Sensoren geringe Querschnitte aufweisen, müssten sie mit Schmelzsicherungen abgesichert werden“, so Seeger. „Dagegen steht aber die Forderung des Kunden nach einer kostengünstigen Anlage. Wir können nun darauf verzichten, weil wir die Mini-Power 4 A mit speichernder Abschaltung einsetzen.“ Denn ein erneutes Einschalten erfolgt manuell, das macht sekundärseitige Sicherungen überflüssig. Der Fehler lässt sich schnell finden, da das Diagnosesystem die Störung ortsgenau anzeigt. Nach einem Reset kann die Maschine wieder starten.

Abgestimmtes Programm

Verschiedene Applikationen stellen unterschiedliche Anforderungen an eine Stromversorgung. Phoenix Contact bietet ein aufeinander abgestimmtes Programm von Netzteilen an.

? Mini-Power für die dezentrale Automatisierung: In der MSR-Technik ist das modulare Elektronik-Gehäuse Standard. Mini-Power sorgt für ein einheitliches Erscheinungsbild im Schaltschrank. Spezielle Varianten und Sonderspannungen bringen mehr Flexibilität. Für Installationsverteiler und flache Bedienpulte gibt es die Stromversorgungen Step-Power im doppelt verstuften Gehäuse.

? Trio-Power für Serienmaschinen: Wo eine große Stückzahl gleicher Maschinen hergestellt wird, sind die Anforderungen an die Stromversorgung schon im Vorfeld festgelegt. Hier bieten die Trio-Power Basis-Funktionalität für 24 VDC auf hohem Niveau.

? Quint-Power für Anlagen und Sondermaschinen: Hier müssen die Lösungen auf den Endkunden zugeschnitten sein – Quint-Power eignet sich als universelle Stromversorgung mit zahlreichen Modulen. Für das zuverlässige Starten schwieriger Lasten mit hohen Einschaltströmen steht mit Power-Boost eine Leistungsreserve von 50 Prozent zur Verfügung.

Ein abgestimmtes Programm an Stromversorgungen

Verschiedene Applikationen stellen unterschiedliche Anforderungen an eine Stromversorgung. Phoenix Contact bietet ein aufeinander abgestimmtes Programm von Netzteilen an.

•Mini-Power für die dezentrale Automatisierung: In der MSR-Technik ist das modulare Elektronik-Gehäuse Standard. Mini-Power sorgt für ein einheitliches Erscheinungsbild im Schaltschrank. Spezielle Varianten und Sonderspannungen bringen mehr Flexibilität. Für Installationsverteiler und flache Bedienpulte gibt es die Stromversorgungen Step-Power im doppelt verstuften Gehäuse.

•Trio-Power für Serienmaschinen: Wo eine große Stückzahl gleicher Maschinen hergestellt wird, sind die Anforderungen an die Stromversorgung schon im Vorfeld festgelegt. Hier bieten die Trio-Power Basis-Funktionalität für 24 VDC auf hohem Niveau.

•Quint-Power für Anlagen und Sondermaschinen: Hier müssen die Lösungen auf den Endkunden zugeschnitten sein – Quint-Power eignet sich als universelle Stromversorgung mit zahlreichen Modulen. Für das zuverlässige Starten schwieriger Lasten mit hohen Einschaltströmen steht mit Power-Boost eine Leistungsreserve von 50 Prozent zur Verfügung.

*Dipl.-Ing. Anja Moldehn-Kleinesdar, Mitarbeiterin im Produktmarketing Stromversorgungen, Phoenix Contact

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