Anzeige
Anzeige
Beitrag drucken

Energieefiziente Automatisierung

Mit Reduzierfunktion am Ventilstecker Strom sparen

Energie aus elektrischem Strom kann Industriebetriebe gut viermal teurer kommen als aus Erdgas. Entsprechende Energiesparmaßnahmen führen daher häufig zu deutlichen Einsparungen bei CO2-Ausstoß und Kosten. Um das Potenzial möglichst umfassend auszuschöpfen, gilt es, auch unauffällige Energieverbraucher im Blick zu haben. Hier setzen kürzlich vorgestellte Ventilstecker von Phoenix Contact an: Die Steckverbinder können bei der Ansteuerung eines Ventils bis zu 50 Prozent weniger Energie verbrauchen als Modelle mit herkömmlicher Technologie.

Bild: Phoenix Contact

Etwa zwei bis zehn Prozent des Jahresumsatzes zahlt die Industrie für Wärme und elektrische Energie. Jedes Kilowatt Strom, das durch effektivere Geräte oder andere technische Maßnahmen eingespart wird, mindert den Ausstoß an CO2. Ein weiterer Vorteil der Energieeinsparung ist die Kostenersparnis angesichts stetig steigender Energiekosten. Um Unternehmen bei diesen Initiativen zu unterstützen, hat Phoenix Contact einen Steckverbinder mit Energiereduzier-Funktion entwickelt und auf der Hannover Messe 2014 der Öffentlichkeit vorgestellt.



Nach Ansteuerung des Ventils wird der Haltestrom durch die Energiereduzier-Funktion der Ventilstecker auf 50 Prozent reduziert. Somit können kleinere Netzteile verwendet und Kosten eingespart werden. Bild: Phoenix Contact

Voraussetzung: Schutz vor Umwelteinwirkungen

Der Ventilstecker ist für industrielle Umgebungsbedingungen ausgelegt. Neben den normativen Anforderungen nach der deutschen Industrienorm EN 175301-803 sind die Einheiten gegen Eindringen von Staub und Flüssigkeiten abgeschirmt. Diese Schutzart IP67 ist bei Verwendung der Stecker außerhalb von Schaltschränken in Produktionsbereichen meist unumgänglich, da etwa verwendete Öle einer Schraubenfertigung die Funktionalität des Ventilsteckers schnell beeinträchtigen können.

Neuentwicklung ab der Leiterplatte erforderlich

Die Herausforderung bei der Entwicklung der Ventilstecker waren die Energiesparfunktionen. Dazu musste zunächst die Neukonstruktion einer Leiterplatte für die verschiedenen Ventilstecker-Bauformen angestoßen werden. Mit dieser Leiterplatte wird die Reduzierung der Energie durch eine Pulsweiten-Modulation möglich. Durch ein schnelles Ein- und Ausschalten des Ventils wird der benötigte Strom zum Halten des Ventilankers um bis zu 50 Prozent gesenkt (Bild rechts). Dabei lässt sich die Schaltung in drei Segmente aufteilen:

  • Der erste Schaltungsteil ist die Ventilansteuerung. Hier wird das Ventil für eine kurze Zeit voll bestromt. Dies ist notwendig, um die Übergangskraft des Magnetfeldes zu überbrücken. Jetzt befindet sich das Ventil im eingeschalteten Zustand.
  • Der zweite Schaltungsteil stellt die Pulsweitenmodulation dar. Hier wird mit Hilfe eines Oszillators die Taktfrequenz der pulsierenden Rechteckspannung vorgegeben. Das daraus resultierende Ein- und Ausschalten bewirkt die Energiereduktion am Ventil. Dabei bleibt das Ventil aufgrund der Trägheit des Ankers weiterhin im eingeschalteten Zustand, da die Taktfrequenz schneller ist als die abfallende Kraft des Magnetfeldes.
  • Der dritte und letzte Schaltungsteil beschreibt die Leistungsabgabe an das Ventil sowie die Schutzbeschaltung für davor befindliche Steuerungselemente. Durch die integrierte Schutzbeschaltung in Form einer Freilaufdiode im Ventilstecker wird im ‚Energiesparmodus‘ der aufgebaute Strom während des Abschaltens zur Aufrechterhaltung des Magnetfeldes im Ventil wiederum in den Leistungskreis zurückgeführt, wodurch weitere Energie eingespart wird.


Das könnte Sie auch interessieren:

In einer 5. Blitzumfrage des VDMA zeigt sich, dass sich die Lieferketten der deutschen Maschinenbauer nach und nach erholen. Die Branche hat jedoich weiterhin mit Auftragseinbußen zu kämpfen.‣ weiterlesen

Mit Process Mining ermitteln Unternehmen, in welchen Prozessen Sand im Getriebe ist. Da die Methode zwingend datenbasierte Prozesse zur Analyse und Visualisierung voraussetzt, ist dieser Ansatz zwar im ERP-Umfeld zuhause, lässt sich aber hervorragend auf MES-unterstützte Produktionen anwenden.‣ weiterlesen

Immer häufiger werden industrielle Anwendungsfälle mit maßgeschneiderter Technik erprobt. Sven Pannewitz und Tobias Thelemann, Produktmanager bei Reichelt Elektronik, verweisen auf die Beliebtheit von Open-Source-Hardware in solchen Lösungen.‣ weiterlesen

Gesetzlichen Bestimmungen zufolge müssen Hersteller Unterlagen wie CE-Konformitätserklärungen, Atex-Zertifikate oder Werkstoffzeugnisse erstellen. Die Anwendung der im April erschienenen Richtlinie VDI 2770 Blatt 1 soll Prozessabläufe bei der Übergabe von Herstellerinformationen vereinfachen, indem sie einheitlich strukturiert bereitgestellt werden.‣ weiterlesen

Brigitte Falk verantwortet beim Industrie-4.0-Spezialisten Forcam die interne IT sowie das digitale Marketing zur Leadgenerierung. Als CIO/COO berichtet sie an Geschäftsführer (Co-CEO) Oliver Hoffmann.‣ weiterlesen

Nach dem Rückgang im vergangenen Monat legt der Ifo-Geschäftsklimaindex im Mai wieder zu. Dabei haben sich vor allem die Erwartungen für die kommenden Monate verbessert.‣ weiterlesen

Die Corona-Pandemie hat auch die wichtigen Absatzmärkte China, Indien und Brasilien getroffen, wobei aus China wieder positive Signale kommen.‣ weiterlesen

Als Projektträger des Programms 'Go-Cluster' des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie hat die VDI/VDE Innovation + Technik GmbH nach einem Aufruf der Europäischen Kommission mehr als 1.500 eingehende Unterstützungsangebote im Kampf gegen das Coronavirus an die Kommission weitergeleitet.‣ weiterlesen

Erweiterte Realität wird selten für wirklich kritische Anwendungen eingesetzt, etwa im Helm eines Kampfpiloten. Der kostet auch aufgrund von Entwicklungskosten rund eine halbe Million US-Dollar. Ist eine Technologie ausschließlich nach so umfangreicher Anpassung nützlich, wird sie sich in der Fertigungsindustrie kaum durchsetzen. Neue MES-Lösungen zeigen, wie Augmented Reality den Sprung in die industrielle Praxis schaffen könnte.‣ weiterlesen

Im Marktspiegel ‘Business Software PLM/PDM 2020/2021‘ werden mehr als 40 PLM-Lösungen hinsichtlich ihrer Funktionen untersucht.‣ weiterlesen

Anzeige
Anzeige
Anzeige