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Anlagenverfügbarkeit beruhigt vergessen

17. August 2022, 10:11 Uhr | Thomas Waggershauser und Maximilian Köhler

Fortsetzung des Artikels von Teil 1

DC-USV für sicherheitskritische Lasten

Wie bereits erwähnt, ist die Netzstabilität ein wichtiger Faktor bei der Auslegung einer Anlage. Vor allem in Anwendungen mit sicherheitskritischen Lasten, beispielsweise für Einrichtungen zur Anlagensicherheit wie Lichtschranken, Notausschalter, für Notbeleuchtungen oder Pumpen in der kommunalen Wasseraufbereitung, lohnt sich eine Absicherung mit einer unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV).

In Kombination mit einer Batterie lassen sich so Netzausfälle und andere Fehler, zum Beispiel ein Kabelbruch nahe der Stromversorgung, überbrücken. Durch die gewählte Batteriegröße und die bekannte Last ergibt sich die Pufferzeit. Diese ist entweder so ausgelegt, dass sie möglichst lange puffert, bis eine Reparatur durchgeführt wurde, oder nur genau so lange, dass die Maschine heruntergefahren werden kann und ein sicherer Zustand erreicht wird.

Je nach Zielsetzung und lokalen Netzeigenschaften kann die optimale Absicherung aller kritischen Lasten und Anwendungen erfolgen. Die DC-USV samt der Batterie wird zwischen die jeweilige Last und, in diesem Anwendungsbeispiel, den elektronischen Schutzschalter geschaltet. Bei der vorgestellten Gerätekombination entschied sich der Kunde für ein UB10.241 zusammen mit dem UZK12.261 26 Ah Blei-Batteriemodul. Dadurch ergibt sich bei 10 A Last eine minimale Pufferzeit von circa 40 Minuten bei einer bereits gealterten Batterie. Für den vorliegenden Anwendungsfall deckt dies die zu erwartenden Ausfälle ab und sichert den Betrieb. Die ständige Verfügbarkeit der Anlage ist somit sichergestellt.

Anlagenverfügbarkeit bestimmt Produktionskosten

Ausfallkosten umfassen mehr als den entgangenen Gewinn aufgrund geringerer Produktionsleistung. Es entstehen auch Zusatzkosten – teils offen, teils versteckt: Erhöhte Personalkosten durch den Einsatz von Serviceteams oder durch die notwendigen Überstunden des Gesamtpersonals, um den Produktionsausfall wieder aufzuholen. Dies führt auch bei kleineren Anlagen sehr schnell zu Ausfallkosten von mehreren zehntausend Euro. Je nach Industriezweig sind möglicherweise auch die Grundkomponenten nur kurzfristig in der Anlage haltbar und müssen schon nach kurzen Stillständen entsorgt und die Anlage vollständig gereinigt werden – so etwa in der Chemie- bzw. Pharmaindustrie oder in Maschinen für die Lebensmittelverarbeitung. Insbesondere wenn Ersatzteile nicht greifbar sind, kommt zum Produktionsausfall die Entsorgung der Rohmaterialen (z.B. Rohmilch) hinzu.

Anlagenverfügbarkeit beruhigt vergessen
Überschlagsrechnung für eine sichere Stromversorgung.
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Dieser Verlust lässt sich verringern, entweder indem diverse Ersatzteile sofort verfügbar auf Lager gelegt werden, oder ein im Fehlerfall weiterhin verfügbares Stromversorgungskonzept umgesetzt wird. Letzteres ist im Endeffekt kostengünstiger. Dies lässt sich auch durch eine kurze Überschlagsrechnung aufzeigen (siehe Tabelle). Bei vielen Anlagen überschreiten schon die direkten Ausfallkosten innerhalb der wenigen Minuten, die für die Verifizierung des Fehlers benötigt werden, die Mehrkosten für eine optimierte, dauerhaft zuverlässige DC-Energieversorgung!

Durch die Investition in ein zuverlässiges Stromversorgungssystem lassen sich Produktionskosten nicht nur im Falle eines Ausfalls senken, sondern auch dauerhaft in der Betriebsphase.

Systemansatz statt Einzelgeräte

Die Autoren

Maximilian Köhler ist Produktmanager bei der Puls GmbH.
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Thomas Waggershauser ist Director Product Management bei der Puls GmbH.
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Puls entwickelt seine Stromversorgungssysteme nach der ‚We Care‘-Philosophie. Im Rahmen von Design-Thinking-Prozessen werden Lösungen entwickelt, die auf die tatsächlichen Herausforderungen und Bedürfnisse der Kunden eingehen. Es geht darum, mögliche Anwendungsfälle wirklich zu verstehen. Hierbei steht kein individuelles Netzteil im Fokus, sondern das Gesamtsystem, das sich aus den im Artikel beschriebenen, sicherheitsrelevanten Komponenten zusammensetzt. Für den Anwender lohnt sich diese Systemlösung in jeder Lebensphase der Anlage und schützt vor hohen Ausfallkosten.


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