Elektrische Energieverteilung im ‚Internet der Dinge‘

Das Schlagwort Industrie 4.0 ist in aller Munde: Das ‚Internet der Dinge‘ verspricht völlig neue Möglichkeiten in der industriellen Produktion. So sollen künftig z.B. intelligente, mit einem Chip ausgestattete Werkstücke eigenständig ihren Weg durch die Produktion finden oder Maschinen ihren Durchsatz in exakter Abhängigkeit von den aktuell verfügbaren Ressourcen selbst regeln. Fragen nach den technischen Voraussetzungen treten in der öffentlichen Diskussion meist in den Hintergrund: Beispielsweise ist eine konsequent auf die neuen Anforderungen ausgelegte Stromversorgung unerlässlich für zukunftsfähige Produktionsanlagen. Leistungsfähige Kompaktleistungsschalter spielen dabei eine zentrale Rolle.

 Die Kompaktleistungsschalter 3VA unterstützen jeden Schritt von der Planung über die Installation bis zur Wartung. (Bild: Siemens AG)
Die Kompaktleistungsschalter 3VA unterstützen jeden Schritt von der Planung über die Installation bis zur Wartung. (Bild: Siemens AG)

Bei Industrie 4.0 soll es um nicht weniger gehen als um die ‚vierte industrielle Revolution‘: Virtuelle und reale Welt werden in den digitalen Fabriken sukzessive zu einem ‚Internet der Dinge‘ verschmelzen. Die Intelligenz der Fertigung sitzt dann nicht mehr in Steuermodulen und Managementsystemen, sondern direkt in den Maschinen und Produkten, die über eine internetbasierte Dateninfrastruktur miteinander kommunizieren und sich so quasi selbstständig managen und optimieren. Erreicht werden soll dadurch vor allem eine stärkere Individualisierung der Produkte unter den Bedingungen einer hoch flexibilisierten Serien-Produktion.

 Innovative Kompaktleistungsschalter wie die der Reihe 3VA von Siemens erfüllen die anspruchsvollen Anforderungen an eine sichere Energieverteilung in Industrie 4.0-Umgebungen. (Bild: Siemens AG)
Innovative Kompaktleistungsschalter wie die der Reihe 3VA von Siemens erfüllen die anspruchsvollen Anforderungen an eine sichere Energieverteilung in Industrie 4.0-Umgebungen. (Bild: Siemens AG)

Ausfallsichere Produktionsprozesse

Für Industrie 4.0-fähige Komponenten und Systeme bedeutet das: Sie müssen integrationsfähig, kommunikativ, maximal flexibel und ausfallsicher sein. Dies gilt auch für die zugrundliegende Stromverteilung. Wo alles miteinander verknüpft ist, wird die Verfügbarkeit von Anlagen und Komponenten noch wichtiger als bisher schon. Fällt ein einziges Element im Prozess aus, kann unter ungünstigen Umständen das gesamte System Schaden nehmen und die gesamte Produktion steht still. Bezogen auf die Niederspannungs-Energieversorgung können spezielle Schutzvorkehrungen dem entgegenwirken.

Ein integriertes Schutzkonzept für industrielle Anwendungen umfasst ineinandergreifende Komponenten für die durchgängige Absicherung aller Anlagen, Maschinen und Systeme. Das heißt im Einzelnen: Geräte für den Kurzschluss-, Überlast-, Überspannungs-, Brand-, Berührungs-, Halbleiter- und Maschinenschutz. Auch Selektivität erfüllt eine wichtige Funktion des Netzschutzes: Tritt in einem Stromkreis mit mehreren in Reihe geschalteten Überstromschutzeinrichtungen – wie Leistungsschaltern oder Sicherungen – ein Fehler auf, so löst nur ein Gerät aus: dasjenige, das sich unmittelbar vor der Fehlerstelle befindet. Trotz des Fehlers an der einen Stelle läuft die Stromversorgung für die übrige Anlage weiter. Der Fehler lässt sich zudem leichter eingrenzen und schneller beheben.

Kompaktleistungsschalter – wichtigste Schutzkomponente

Darüber hinaus muss die elektrische Energieversorgung hochflexibel auf automatisierte und individualisierte Fertigungsprozesse reagieren können. Wie leistungsfähige Schutzkomponenten die erforderliche Sicherheit und Flexibilität in digitalen Fabriken gewährleisten können, zeigt die neue Kompaktleistungsschalter-Generation von Siemens: der Kompaktleistungsschalter 3VA. Kompaktleistungsschalter zählen schon jetzt zu den wichtigsten Schutzkomponenten. Mehr als 30Mio. werden schätzungsweise weltweit jährlich verbaut, in großen Wohn- und Zweckgebäuden ebenso wie in Fertigungsstätten. Sie schützen Leitungen, Geräte und industrielle Anlagen vor elektrisch verursachten Schäden und Ausfällen, indem sie den Strom bei Störungen wie Kurzschluss und Überlast sicher abschalten.

Daneben übernehmen sie immer mehr andere betriebsrelevante Aufgaben, z.B. die Erfassung von Energiedaten. Sie schaffen somit die im Zeitalter von Industrie 4.0 besonders wichtige Transparenz über alle Verbrauchswerte und Anlagenzustände und so die Grundlage für effiziente, sichere Produktionsprozesse. Kritische Anlagenzustände meldet der Kompaktleistungsschalter 3VA mithilfe der Überstromauslöser, Hilfs- und Alarmschalter an übergeordnete Systeme. Die volle Selektivität der Kompaktleistungsschalter sorgt zudem dafür, dass nur der Anlagenteil abgeschalten wird, der von einer Störung betroffen ist. Ein vollständiger Stillstand der Gesamtanlage wird somit vermieden. Differenzstromschutzgeräte, die zusätzlich an die Kompaktleistungsschalter 3VA angebaut werden können, erfassen durchgehend Fehler- bzw. Differenzströme. Im Fehlerfall schalten sie den Strom sicher ab.

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