Wenn in Prüfanlagen oder anderen Anwendungen hohe Anforderungen an Flexibilität und Sicherheit der Stromversorgung gestellt werden, bieten digital programmierbare Geräte eine Lösung. Hier sind eine Reihe von Zusatzfunktionen integriert.
Als „Strom-Computer“ könnte man sie bezeichnen: Intelligente Stromversorgungen, die über digitale und analoge Schnittstellen programmierbar sind. In manchen Fällen werden sie sogar zum Problemlöser, da sie über Zusatzfunktionen dazu beitragen, den Gesamtaufwand für eine Aufgabe zu minimieren. Das Spektrum reicht hier von der integrierten elektronischen Last bis hin zur funktionalen Sicherheit.
Bei den üblichen analog programmierbaren Stromversorgungen lassen sich lediglich Sollwerte aus der Ferne einstellen oder die jeweiligen Ist-Werte abfragen. Für viele Anwendungen, insbesondere bei Prüfabläufen, sind diese Möglichkeiten aber nicht ausreichend. Der Stromversorgungsspezialist Kniel System-Electronic GmbH aus Karlsruhe bietet deshalb mit der Baureihe Energy 1200 Stromversorgungen, die sich über unterschiedliche digitale Schnittstellen praxisgerecht programmieren lassen.
Die leistungsstarken Primärschaltregler der 1,2-kW-Klasse eignen sich als intelligentes, zeitsparendes Prüf-, Test- oder Laborgerät und werden zum Beispiel in Forschungseinrichtungen ihren Platz finden. Der Anwender kann hier nicht nur für Strom, Spannung und Leistung Soll- und Grenzwerte definieren, sondern auch unterschiedliche Sequenzen programmieren, die die Stromversorgung dann selbsttätig abarbeitet. Die Programmabläufe mehrerer Geräte lassen sich präzise synchronisieren, was bei größeren Anlagen den Aufwand senkt. Damit eine zum Testen oder für den geplanten Betrieb angeschlossene, empfindliche Elektronik nicht durch versehentlich falsch programmierte Sollwerte zerstört wird, lassen sich in der Stromversorgung Grenzwerte einstellen.
Von diesen Eigenschaften der intelligenten Stromversorgungen profitieren neben den Prüfaufbauten auch medizintechnische Anwendungen oder Fertigungseinrichtungen, bei denen die Anlagensicherheit eine wichtige Rolle spielt. So erfüllen die Stromversorgungen die Anforderungen an funktionale Sicherheit gemäß EN/IEC 62061 SIL2 und EN ISO 13849-1, Performance Level (PL) d. Zwei zertifizierte Enable-Eingänge sorgen zum Beispiel für eine sichere Abschaltung im Fehlerfall. Der Anwender muss also die Anlagen- oder Maschinensicherheit nicht über andere Wege realisieren; es reicht, die Stromversorgung abzuschalten. Gerade bei Test- und Prüfaufbauten kann sich so der Abnahmeaufwand deutlich reduzieren.
Auch sind die Wiederanlaufsperre des Enable-Eingangs (Interlock-Funktionalität) und das Wiedereinschaltverhalten des Geräteausgangs (save power on) konfigurierbar. Damit ist ein „bewusstes“ Wiedereinschalten möglich. Der Anwender kann also wählen, wie die Stromversorgung nach einem Stillstand wieder starten soll.
Sinnvoll in einigen Applikationen kann auch die aktivierbare Ladestromkompensation sein. Ist sie aktiviert, wird der Stromsollwert automatisch so angepasst, dass an der angeschlossenen Last der gesamte programmierte Strom verfügbar ist, auch während der Ladephase der internen Ausgangskapazität.
Die intelligenten Stromversorgungen bieten darüber hinaus einiges, was sie auch für den Einsatz an Teilchenbeschleunigern oder in der Lasertechnik interessant macht. So sind sie für den rauen industriellen Einsatz ausgelegt und regeln sehr präzise.
Im Temperaturbereich zwischen –20 und +50 °C kann die volle Nennleistung dauerhaft, also ohne Derating, entnommen werden. Die Geräte sind dauerkurzschlussfest und schalten sich bei thermischer Überlastung automatisch ab. Ebenfalls interessante Features sind ein Power-Fail-Signal, aktive Lastaufteilung bei Parallelschaltung oder Redundanzbetrieb mehrerer Stromversorgungen, Störmeldung bei Übertemperatur sowie eine 5-V-Hilfsspannung.
Mit Hilfe der intelligenten Stromversorgungen lassen sich elektrische Simulationen wie auch Prüfungen in vielen Bereichen effektiver und damit wirtschaftlicher gestalten. Dazu trägt auch die komfortable Programmierung bei: Standardmäßig sind die Stromversorgungen mit RS232, USB und CAN-Open-Schnittstelle ausgestattet. LAN-Schnittstelle und eine 5-V-Analog-Schnittstelle sind optional verfügbar. Vorhandene analoge Messkarten der Anwender lassen sich weiter nutzen. Falls gewünscht, lassen sich die Stromversorgungen direkt am Gerät oder mit einer als Option erhältlichen Handbedieneinheit programmieren. Letzteres kann in puncto Sicherheit Vorteile bringen, da so am Gerät selbst nichts mehr versehentlich verstellt werden kann.
- Dieter Bretschneider, Kniel System-Electronic, Karlsruhe
- Ellen-Christine Reiff Fachjournalistin in Stutensee
Weitere Informationen Mit mehr als 100 Mitarbeitern entwickelt und fertigt Kniel Stromversorgungen für industrielle Anwendungen, darunter digital programmierbare Stromversorgungen der 1,2-, 1,5- und 3-kW-Klasse. Anwendungsspezifische Produkte sind möglich. www.kniel.de
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