SPS ermöglicht Steuerung von Bereitschaftssystemen bei der Stromversorgung
(Bericht erstellt im April 2000)

Broadcrown Projects, einer der führenden Anbieter von individuellen Lösungen für Bereitschaftssysteme bei der Stromerzeugung und Spitzenlastbegrenzung, setzt zur Regelung seiner Stromaggregate zunehmend auf Speicherprogrammierbare Steuerungen von GE Fanuc. Broadcrown Projects ist eine Schwesterfirma von Broadcrown Exports, einer der weltweit führenden Hersteller von Standardgeneratoren im Bereich 22 - 4500 kVA.

Angesichts des steigenden Bedarfs an ausfallsicheren Stromversorgungen in den unterschiedlichsten Industriezweigen (z.B. Wasserversorgung, Telekommunikation, Lebensmittelkühlung, Bankwesen usw.), arbeitet Broadcrown Projects an der Entwicklung und Herstellung immer anspruchsvollerer und leistungsfähigerer Stromaggregate.

Steuerung der Stromaggregate
Als Grundvoraussetzung müssen Temperatur und Druck des Öls sowie Temperatur und Füllstand des Kühlmittels überwacht werden. Der Anwender erhält Hinweise auf mögliche Gefahren oder in evtl. Extremsituationen wird die Anlage automatisch abgeschaltet. Die Messungen werden an ein Steuerpult übertragen, wo sie als einfache analoge oder digitale Messwerte und optische Warnsignale abgelesen werden können. Bei anspruchsvolleren Systemen lässt sich die Steuerung deutlich verfeinern und optimieren, indem die Messwerte an eine SPS weitergeleitet werden. Dieser Ansatz bietet mehr Flexibilität bei Systemerweiterungen oder Konfigurationsänderungen, da lediglich die Programmierung der SPS angepasst werden muss.

Der Einsatz einer SPS bietet aber noch wesentlich mehr Vorteile. So kann sie bspw. direkt an ein Gebäudemanagement-System angeschlossen werden, um die schrittweise Zuschaltung des Stromaggregats zu Spitzenzeiten anlagenweit zu steuern und zu optimieren. Eine SPS kann auch Daten an ein SCADA-System übermitteln, wodurch sich eine Anlage nicht nur zentral vor Ort steuern, sondern auch ferngesteuert überwachen lässt. Besonders hilfreich kann dies bei verteilten Systemen wie die Wasserversorgung oder die Telekommunikationsinfrastruktur sein. So könnten erforderliche Wartungs- oder Instandsetzungsmaßnahmen automatisch an eine Steuerungszentrale übermittelt werden und umgekehrt könnten gewisse Einstellungen ferngesteuert von der Zentrale aus vorgenommen werden.

Maßgeschneiderte Lösungen
Die von Broadcrown Projects verkauften maßgeschneiderten Lösungen werden überwiegend für Notstromaggregate eingesetzt. Bei einem längeren Ausfall der Hauptstromversorgung wird die Versorgung von einem USV-System schrittweise oder vollständig auf das Notstromaggregat umgeschaltet. Der technische Aufwand dieser Lösungen ist je nach Anwendungsbereich unterschiedlich, wobei die Steuerung durch eine SPS übernommen wird. In der Regel setzt Broadcrown die Steuerungen von GE Fanuc der Serie 90-30 mit 80 bis 256 Ein-/Ausgängen ein.

Übereinstimmung mit Netzcharakteristik
Von entscheidender Bedeutung für das Stromaggregat, das neben dem öffentlichen Stromnetz eingesetzt werden soll, ist zum Einspeisen des überschüssigen Stroms die Anpassung an das öffentliche Netz bzw. die Synchronisation der Sinuswellenform. "Dies setzt eine komplizierte Mischung aus Rückkoppelung und Steuerung voraus, die auf einer exakten Kenntnis der Charakteristika von Dieselmotoren und Wechselstromgeneratoren bzw. deren Belastungseigenschaften beruht," erläutert Steve Horner, leitender Elektroingenieur bei Broadcrown.

Ein typisches Beispiel für den Bedarf nach präziserer Steuerung ist die Antwortverzögerung beim Zuschalten eines Motors. Dies erfordert eine stabile Spannung und Frequenz, die durch eine spezielle Synchronisationsstufe in dem dazugehörigen Schaltschrank erzielt wird. Der Synchrontaktgeber überwacht u. a. auch den Phasenwinkel des öffentlichen Stromnetzes und stellt sicher, dass das Stromaggregat korrekt eingestellt ist, bevor es Strom in das Netz einspeist.

Zukünftige Entwicklungen
"Wir sind dabei, die herkömmlichen analogen oder digitalen Messwertanzeiger und Lampen durch Bedienpanels zu ersetzen. Dadurch werden wir bei Änderungen oder Aufrüstungen eines bestehenden Systems flexibler. Das Umprogrammieren einer SPS, um zusätzliche Informationen anzeigen zu lassen, ist wesentlich schneller und effizienter als die physikalische Änderung der Verdrahtung innerhalb des Schaltschranks. Die Steuerungen von GE Fanuc haben sich als überaus zuverlässig und leicht zu programmieren erwiesen," fasst Steve Horner zusammen.

 
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