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Mit Reduzierfunktion am Ventilstecker Strom sparen

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:

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

Energie und Kosten sparen

Die Implementierung der Technologie führt in der Regel zu einer Verbrauchs- und somit Kostensenkung im laufenden Betrieb: Die Mehrkosten im Anschaffungspreis des Ventilsteckers können sich daher bei einem Dauerbetrieb des Ventils nach circa einem Jahr amortisieren. Durch die Reduzierung des Haltestroms auf circa 50 Prozent ist es zudem möglich, die 24 Volt DC-Stromversorgung im Schaltschrank kleiner zu dimensionieren. Auf diese Weise kann auch bei der Materialbeschaffung gespart werden. Zudem sinkt die Arbeitstemperatur eines Ventils in Verbindung mit dem Stecker, da nur 50 Prozent des Nennstromes verbraucht und somit weniger Verlustleistung in Form von Wärme freigesetzt wird. Dies dürfte sich auch auf die Lebensdauer des bestromten Ventils auswirken.

Da die Baugrößen und Steckgesichter in der Ventilstecker-Norm EN 175301-803 geregelt sind, ist die Integration in bestehende Installationen möglich. Der Ventilstecker ist als vorkonfektionierter Steckverbinder mit der Leitungsqualität PUR in den Bauformen A, B und C sowie in den Industriestandards BI und CI mit einem Nennstrom von 1A verfügbar. Die Bauform A ist zudem auch als 4 A-Variante für große Hydraulikventile erhältlich. Damit steht neben den klassischen Schutzbeschaltungen für die aufgeführten Bauformen als vorkonfektionierter Einfach- und Doppelventilstecker sowie Ventilstecker-Adapter mit M12-Anschluss nun auch eine nach ökologischen Gesichtspunkten entwickelte Leiterplatten-Variante zu Verfügung. Der Hersteller erhielt für die Ventilstecker-Varianten der Bauform A eine Zulassung vom CSA Typ C22.2 No.182.3 / UL 1977.

 

Ventilstecker mit Energiereduzierfunktion

Technische Daten

Bauform A /4A:

  • Laststrom: 4A
  • Versorgungsspannung: 24 V DC
  • Anfangseinschaltdauer: ca. 500ms
  • Taktfrequenz der Haltestrombegrenzung: ca. 800Hz
  • Maximale Schaltfrequenz des Ventils: 1Hz
  • Schaltungsanzeige: LED gelb
  • Schutzart: IP67
  • Leitungsqualität: PUR
  • Leitungsquerschnitt: 0,5mm2

Bauformen A, B, BI, C, CI / 1 A:

  • Laststrom: 1A
  • Versorgungsspannung: 24 V DC
  • Anfangseinschaltdauer: ca. 200 ms
  • Taktfrequenz der Haltestrombegrenzung: ca. 2500 Hz
  • Maximale Schaltfrequenz des Ventils: 5 Hz
  • Schaltungsanzeige: LED gelb

  • Schutzart: IP67
  • Leitungsqualität: PUR
  • Leitungsquerschnitt: 0,5mm2