Serviceline
Serviceline Industrielle Sensoren
Tel.: 0621 776-1111
Fax: 0621 776-271111
Serviceline Explosionsschutz
Telefon: 0621 776-2222
Telefax: 0621 776-272222
Home Blog Feldbus Drei Faktoren für größtmögliche Packungsdichte in Leittechnikschränken

Drei Faktoren für größtmögliche Packungsdichte in Leittechnikschränken

erstellt am: 24.04.2019 | von: | Kategorie(n): Feldbus

Leittechnikschrank auf Schiff

Anla­gen­be­treiber ste­hen auch bei Feld­bus-basiert­er Automa­tion immer vor der Her­aus­forderung, Leit­tech­nikschränke so platzs­parend wie möglich zu kon­stru­ieren. Ins­beson­dere der benötigte Platz in Leit­tech­nikschränken ist bei Feld­busin­stal­la­tio­nen sehr ger­ing, da es keine Zwis­chen­ver­drah­tungsebe­nen gibt und jedes aus dem Schrank ver­sorgte Feld­k­a­bel bis zu 20 Feldgeräte mit der Leit­tech­nik verbindet. Die Anzahl an Seg­menten, die pro Schrank instal­liert wer­den kön­nen, spielt bei der Pla­nung eine entschei­dende Rolle. Vere­in­facht aus­ge­drückt bedeuten mehr Seg­mente pro Schrank, weniger Schränke im Ver­sorgungsraum und damit ver­bun­den eine sig­nifikante Kosteneinsparung beim Bau. All diese Fak­toren bedeuten also Einsparun­gen für den Investor, den Plan­er und den Anla­gen­be­treiber. Um dieses Ziel zu erre­ichen, sind drei Fak­toren zu berück­sichti­gen:

1. Wärmeentwicklung während des Betriebs

Bei der Instal­la­tion eines Leit­tech­nikschranks müssen Anla­gen­plan­er nicht nur die vorhan­dene Fläche und Verk­a­belung in Betra­cht ziehen, son­dern auch die Ver­lustleis­tung von instal­lierten Kom­po­nen­ten und damit die Wärmeen­twick­lung im Inneren eines Leit­tech­nikschrankes. Falls es dabei zu ein­er zu hohen Wärmeen­twick­lung kommt, muss auf aktive Küh­lun­gen, wie Lüfter oder Kli­maan­la­gen, zurück­ge­grif­f­en wer­den. Für eine kostengün­stigere Alter­na­tive sollte jedoch bere­its zu Beginn auf Mod­ule mit geringer Hitze­ab­gabe zurück­ge­grif­f­en wer­den.

Anschaulich lässt sich dies im Ver­gle­ich zweier Pro­duk­te von Pepperl+Fuchs zeigen.

Tabelle Vergleichsprodukte

In einem durchge­führten Test (Bild 2) lag die Ver­lustleis­tung der aus­gewählten Hil­f­sstromver­sorgung bei 300W.

Tabelle 2 Vergleichsprodukte

Das Field­Con­nex® High-Den­si­ty Pow­er Hub (mit­tler­weile aus­ge­mustert) hat eine max­i­male Ver­lustleis­tung von 2.54W pro Seg­ment, während das aktuell neueste Com­pact Pow­er Hub nur 2.37W pro Seg­ment in Wärme umset­zt. Mit den net­to zur Ver­fü­gung ste­hen­den 300W Wärmeka­paz­ität kann in dem durchge­führten Test ein Schrank, 118 Seg­mente des High-Den­si­ty Pow­er Hub und 126 Seg­mente des Com­pact Pow­er Hub ver­sor­gen. In diesem Berech­nungs­beispiel wird eine Außen­tem­per­atur von 40 °C als Wert angenom­men, wobei die Innen­tem­per­atur bis zu 52 °C betra­gen darf.

Tabelle 3 Vergleichsprodukte

2. Die Hilfsstromversorgung

Die Anzahl anschließbar­er Feld­bus-Stromver­sorgun­gen ist abhängig von dem bere­it­gestell­ten Max­i­mal­strom der Hil­f­sstromver­sorgung. Fall­studie B zeigt beispiel­haft, dass der Strom die Anzahl der Seg­mente am stärk­sten begren­zt, hier: eine max­i­male Anzahl von 112 Seg­menten.

Tabelle 4 Vergleichsprodukte

3. Größe der Feldbus-Stromversorgung

Natür­lich spielt auch die Größe der Feld­bus-Stromver­sorgung bei der Bau­pla­nung eine Rolle, wobei Leit­tech­nikschränke aus­re­ichend Mon­tager­aum für eine Instal­la­tion bieten. Daher fällt dieser Fak­tor weniger stark ins Gewicht als die vor­ange­gan­genen Punk­te, wie Stromver­sorgung und Wärme, welche die Anzahl der Seg­mente stärk­er bee­in­flussen, als die alleinige Größe der Feld­bus-Stromver­sorgung.

Ein Zusatznutzen: Eine ger­ingfügig kleinere Ver­lustleis­tung pro Seg­ment bedeutet im Dauer­be­trieb ein­er Anlage eine zwar kleine, aber den­noch spür­bare Reduk­tion der Kosten für elek­trische Energie: Bei 1200 Seg­menten entspricht eine um 0,5W gerin­gere Ver­lustleis­tung pro Seg­ment bere­its ein­er Einsparung von mehr als 5 MWh pro Jahr.

Zusammenfassung

Wärmeen­twick­lung, Sta­tionsver­sorgung und die Größe der Feld­bus-Stromver­sorgung sind drei wichtige Fak­toren, die bei der Pla­nung sowohl von neuen als auch der Mod­ernisierung beste­hen­der Anla­gen zu berück­sichti­gen sind. Während der Pla­nungsphase muss genau kalkuliert wer­den, wie die Abwärme der gewählten Mod­ule das Raumk­li­ma eines Leit­tech­nikschrankes bee­in­flusst, ohne die vorhan­dene Kühltech­nik zu über­las­ten. Zum anderen begren­zt die Hil­f­sstromver­sorgung des Schrankes die poten­zielle Anzahl von Seg­menten. Als let­zter Fak­tor spielt auch die Größe der Feld­bus-Stromver­sorgung eine Rolle, die jedoch durch die kom­pak­te Bau­form heutiger Elek­tron­ik in der Regel nicht allzu stark ins Gewicht fällt.

Mehr Informationen