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Industrie-Stromversorgungen PS1000 – Redundanz für höchste Anlagenverfügbarkeit

erstellt am: 15.10.2021 | von: | Kategorie(n): Interface-Technik

Industrie-Stromversorgungen der Serie PS1000 kommen überall in der Automatisierungstechnik zum Einsatz, wo eine hohe Anlagenverfügbarkeit, Redundanz und Wirtschaftlichkeit gefragt sind. Sie sorgen im Schaltschrank und in Feldboxen in allen Industrieapplikationen und Prozessanlagen für eine effiziente und zuverlässige Spannungsversorgung von 5 A bis zu 40 A, für 12 V DC, 24 V DC oder 48 V DC Ausgang. Die PS1000-Geräte verfügen über ATEX-, IECEx- und EAC-Zulassungen und sind zudem für den nordamerikanischen Markt zertifiziert und damit bis Zone 2/Div. 2 einsetzbar.
Zur Serie PS1000 zählen 1- und 3-phasige Stromversorgungen, als auch Module mit interner Redundanz sowie Redundanzmodule. In diesem Blogbeitrag betrachten wir die Vorteile und Funktionalitäten dieser Module genauer und unterstützen Sie beim Aufbau Ihrer redundanten Stromversorgung.

Hoher Wirkungsgrad, reduzierte Energiekosten

Die PS1000-Stromversorgungen zeichnen sich durch absolute Zuverlässigkeit und einen besonders hohen Wirkungsgrad von ca. 95 % aus. Der hohe Wirkungsgrad reduziert nicht nur den Hardware-Einsatz, da die Geräte bei der eingespeisten Leistung kaum Verluste aufweisen, sondern minimiert auch den Aufwand für Kühlung im Schaltschrank erheblich. Somit reduzieren Sie auch Ihre Energiekosten.

Da die PS1000-Stromversorgungen die kleinsten und leichtesten Geräte ihrer Klasse sind, haben sie nur einen geringen Platzbedarf. Mit ihrer kompakten Bauform lassen sich die Module einfach auf Hutschienen montieren und sind bei Umgebungstemperaturen bis zu +70 °C einsetzbar. Die Kabellänge kann zudem in der Anwendung kompensiert werden, da die Ausgangsspannung einstellbar ist.

Im Schaltschrank lassen sich die Module einfach mit anderen Pepperl+Fuchs Produkten wie Trennbarrieren, Signaltrenner und Überspannungsschutzmodule kombinieren, die ebenfalls auf Hutschienen montiert werden.
Beim Anlegen der Eingangsspannung wird der Einschaltstrom aktiv begrenzt und so Netze und andere Geräte geschützt. Die „Peak Output Power“-Funktion ermöglicht zudem das Einschalten von großen Lasten, wie Motoren und elektronische Geräte.

Redundante Stromversorgung für hohe Anlagenverfügbarkeit

Die redundante Stromversorgung ist ein wichtiges Mittel zur Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit. Industrielle Prozessanlagen sind in hohem Maße auf Stromversorgungen angewiesen, da sie nicht nur die Steuerung und die Interface-Ebenen, sondern auch die Feldgeräte versorgen können. Der Ausfall eines einzigen Netzteils kann die Anlagenverfügbarkeit stark einschränken und zu erheblichen materiellen Schäden führen.
Dieser Bedarf an Systemintegrität und garantierter Leistung unter diesen anspruchsvollen Bedingungen erfordert Stromredundanz. N+1 und 1+1 sind zwei zuverlässige Redundanzverfahren, die die Aufrechterhaltung der Anlagenverfügbarkeit auch bei einem Stromausfall garantieren, was zu einer sehr niedrigen MTTR (Mean Time to Repair) führt.

N+1 und 1+1 Topologien erklärt

Die Serie PS1000 bietet wirtschaftliche Zuverlässigkeit und Redundanz für Ihre Stromversorgungen. Die Geräte können redundant eingesetzt werden und zwar sowohl in einer N+1 als auch in einer 1+1-Topologie. Das heißt, bei einer redundanten N+1-Konfiguration verfügen mehrere Stromversorgungsmodule (N) über ein Backup-Stromversorgungsmodul (+1). Alle Module innerhalb der Konfiguration teilen sich die Last. Wenn ein Modul im System ausfällt, können die funktionierenden Module die Last weiterhin teilen, ohne die Integrität des Systems zu beeinträchtigen. Die Systemfunktionalität bleibt also bei einem Stromausfall erhalten. 1+1-Konfigurationen bieten Redundanz mit zwei Stromversorgungsmodulen gleicher Leistung, die durch einen MOSFET gekoppelt zusammenarbeiten, um dieselbe Last zu versorgen. Die Redundanzfunktion verwendet MOSFETs anstelle von Dioden zur Entkopplung der beiden Eingangskanäle, was die Wärmeentwicklung und den Spannungsabfall zwischen Eingang und Ausgang reduziert.

Aufbau von redundanten Stromversorgungen mit den PS1000

Die Serie PS1000 hält sowohl spezielle Redundanzmodule PS1000-**.RM als auch Module mit integrierter Redundanz PS1000-**.R für Anwendungen mit geringem Platzangebot im Schaltschrank bereit.
Für Anwendungen, die weniger als 40 A erfordern, ist die 1+1-Redundanz eine wirtschaftliche Lösung, wenn ein redundantes Stromversorgungssystem erforderlich ist, während N+1 für kritische Anwendungen verwendet wird.

PS1000-** Stromversorgungsmodul
PS1000-**.R mit integrierter Redundanz
PS1000-**.RM Redundanzmodul
Abbildung 1 – Redundanzmodul PS1000-**.RM für eine 5-A-Last in einer 1+1 Konfiguration

Eine N+1-Redundanz kann auch unter Verwendung mehrerer Redundanzmodule erreicht werden:

Abbildung 2 – Redundanzmodule PS1000-**.RM für eine 15-A-Last in einer N+1-Konfiguration

N+1 und 1+1 können auch durch Verwendung eines PS1000-**.R Stromversorgungsmoduls mit integrierter Redundanz erreicht werden. Abbildung 3 zeigt eine 1+1-Redundanz bei Verwendung eines Stromversorgungsmoduls mit integriertem Entkopplungs-MOSFET: 

Abbildung 3 PS1000-**.R mit interner Redundanz in einer 10-A-Last in 1+1 Konfiguration

Abbildung 4 zeigt die N+1-Redundanz bei Verwendung eines PS1000-**.R Stromversorgungsmoduls mit integriertem Entkopplungs-MOSFET:

Abbildung 4 – Stromversorgungsmodul PS1000-**.R mit interner Redundanz in einer N+1 Konfiguration mit 20 A Last

Zur Produktauswahl:

Alle Stromversorgungen der Serie PS1000-**

Überblick der Stromversorgungsmodule mit integrierter Redundanz PS1000-**.R und Redundanzmodule PS1000-**.RM

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