Zur Überwachung seiner Transport- und Bearbeitungswege setzt der Sicherheits-Dienstleister Ziemann 208 Kameras ein. Redundant ausgelegte Stromversorgungen der Produktfamilie Quint von Phoenix Contact sorgen dafür, dass das Kontrollsystem unterbrechungsfrei funktioniert.
Überwachung spielt bei der Ziemann Sicherheit GmbH eine besondere Rolle. Das Unternehmen ist der größte mittelständische Sicherheits-Dienstleister in Süddeutschland. Daher haben die rund 1000 Mitarbeiter in den elf Betriebsstätten täglich mit erheblichen Mengen an Geld zu tun. In der modernen Zweigstelle in Mannheim kontrollieren 208 Kameras jeden Winkel der umgebauten ehemaligen Reichs- und Bundesbank, um sämtliche Schritte in der Prozesskette umfassend zu dokumentieren. Damit aus dem vorhandenen Bauwerk eine hochmoderne Betriebsstätte werden konnte, hat das Unternehmen viel investiert. „Wir haben uns immer wieder gefragt, welche Ecke noch nicht von einem Objektiv erfasst wird. Das am Ende 208 Kameras verbaut worden sind, hat uns selbst überrascht“, erläutert Ricky Zinn, Leiter IT bei Ziemann. Dieter Sauer, zuständig für die Elektrotechnik in allen Betriebsstätten, hat die Versorgung der Kameras mit 12 V Gleichspannung sowie die Aufzeichnung der Bilddaten redundant aufgebaut. In einer solchen Lösung muss mindestens ein zusätzliches Netzteil montiert sein. Funktioniert also eine der Stromversorgungen nicht korrekt, werden die Lasten trotzdem weiter versorgt. Ziemann fordert ein besonders zuverlässiges Konzept, weshalb eine „1+1“-Redundanz umgesetzt worden ist. Das bedeutet, dass zwei Module mit je 20 A ausgangsseitig parallel geschaltet sind. Tritt bei einem der Geräte ein interner Defekt auf oder fällt die primärseitige Netzspannungsversorgung aus, übernimmt das zweite Gerät automatisch die Belieferung der Kameras. Zur weiteren Erhöhung der Betriebssicherheit entkoppeln Dioden die parallel geschalteten Netzteile. Im unwahrscheinlichen Fall eines geräteinternen sekundärseitigen Kurzschlusses der einen Stromversorgung stellt die andere weiterhin die volle Leistung zur Verfügung. Wird auch die Verdrahtung doppelt ausgelegt, lässt sich eine redundante Lösung bis zum Verbraucher realisieren.
Je nachdem, welche Anforderungen an die Redundanz gestellt werden, werden verschiedene Lösungen angeboten. In der einfachsten Variante werden zwei Stromversorgungen parallel betrieben. Zur Ausführung dieses Konzept eignen sich sämtliche Stromversorgungen der Baureihen Quint, Trio, Mini und Step Power. Benötigt eine Last beispielsweise 4 A, wird sie von zwei 5-A-Netzteilen im Parallelbetrieb beliefert. Redundanz ist gegeben, weil die zweite Stromversorgung die gesamte Last weiter versorgen kann, falls das andere Gerät ausfällt. Diese Lösung ist jedoch durch zwei Fehlerquellen gekennzeichnet: Kommt es zu einem Kurzschluss in der zuführenden Leitung, sinkt die Spannung an der Last auf 0 V, da der komplette Strom in den Kurzschluss fließt. Ein unbemerkter Leitungsbruch oder ein falsch angeschlossenes Netzteil führen ebenfalls zu Problemen. Die Last würde in diesem Szenario vom funktionsfähigen Gerät beliefert. Es besteht allerdings keine Redundanz mehr, was der Anwender erst dann bemerkt, wenn auch diese Stromversorgung nicht mehr arbeitet.
Werden die Stromversorgungen entkoppelt, wie dies bei Ziemann der Fall ist, hat ein Kurzschluss am Ausgang eines der Netzteile oder in der Zuleitung vom Netzteil zur Diode keinen Einfluss mehr auf die Last. Zur Realisierung des Ansatzes ist die Step Diode im 18 mm schmalen Gehäuse mit 2 x 5 A erhältlich. Für hohe Ströme bis 40 A und 24 oder 48 V Spannung kommen die von Ziemann verwendeten Quint Dioden zum Einsatz. Sie dürfen innerhalb eines explosionsgefährdeten Bereichs montiert werden, in dem Betriebsmittel der Kategorie 3G erforderlich sind. Die Redundanzmodule Trio Diode mit 2 x 10 A für Spannungen von 24 oder 48 V DC kontrollieren die Ausgangsspannungen der Stromversorgungen sowie die Verdrahtung bis zur Trio Diode. Über den potenzialfreien Relaiskontakt und die LED „Redundancy OK“ informieren die Geräte über Spannungseinbrüche. Entsteht auf einem der Pfade ein Kurzschluss, wird die Last weiterhin versorgt.
Mit den aktiven Redundanzmodulen Quint Oring steht erstmals eine intelligente Lösung zur Verfügung. Die Geräte überwachen die Ausgangsspannungen der Stromversorgungen, die Verdrahtung, die Entkoppelstrecke und den Laststrom. Die Kontrolle des Laststroms eröffnet einen erheblichen Vorteil: Koppelt der Anwender bei einer Anlagenerweiterung zusätzliche Lasten an eine redundante Stromversorgung an, kann dies den Verlust der Redundanz nach sich ziehen. Eine Steuerung, die 4 A benötigt, wird beispielsweise von zwei redundanten Netzteilen mit je 5 A Nennstrom beliefert. Nun schließt der Anwender eine weitere Last mit 4 A an. Die Stromversorgungen versorgen problemlos mit 8 A, ohne dass ein Spannungseinbruch zu verzeichnen ist. In diesem Fall ist jedoch keine Redundanz mehr gegeben. Fällt jetzt eine Stromversorgung aus, kann das zweite Gerät die 8 A nicht liefern. Deshalb ist die Überwachung des Laststroms wichtig. Die neu entwickelte Auto Current Balancing Technology (ACB) der Oring-Geräte verdoppelt die Lebensdauer der redundant ausgeführten Stromversorgungen, indem beide Netzteile gleichmäßig ausgelastet werden. Wird das Netzteil lediglich bei halbem Nennstrom betrieben, bleibt es deutlich kühler. Zudem lassen sich im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen bis zu 70 % Energie einsparen.
Anja Moldehn, Phoenix Contact GmbH, Bad Pyrmont
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