Effizientes "Standby" für Fertigungsanlagen


Industrielle Anlagen wie Fertigungsstraßen in der Automobilindustrie sollen künftig deutlich weniger Energie verbrauchen. Ingenieure von Siemens entwickelten das Simatic ET 200S Powermodul PM-E RO, das auf der Hannover Messe vorgestellt wurde. Mit dem Modul können ganze Fabrikareale in Pausen gezielt aus- und wieder angeschaltet werden.

Bisher benötigten manche Anlagenteile immer noch bis zu 60 Prozent der Energie der laufenden Produktion, auch wenn am Wochenende keine Wagen vom Band laufen. Anwender versprechen sich durch die Optimierung eine Energieeinsparung von bis zu 80 Prozent.

Siemens Simatic ET 200S
Siemens Powermodul PM-E RO

Der Grund dafür ist, dass viele Anlagen praktisch nicht in einen Standby-Zustand geschaltet werden können, wenn sie stillstehen. Standby ist der Zustand des Fernsehers zu Hause, wenn lediglich das kleine rote Licht unter dem Bildschirm leuchtet und sehr wenig Strom verbraucht wird. Anders als TV-Geräte haben komplexe Fertigungsanlagen keinen Aus-Knopf. Weil sie aus vielen einzelnen Maschinen bestehen, die perfekt aufeinander abgestimmt sein müssen, ist die Gefahr beim Abschalten sehr groß, dass die komplette Anlage „aus dem Takt“ gerät.

Die Folgen können Fehler in der Produktion oder sogar Produktionsausfälle sein.


Das Powermodul PM-E DC24V/8A RO ermöglicht das Abschalten der Potenzialgruppe durch ein internes Relais. Alle Geber- und Lastversorgungen der nachfolgenden Elektronikmodule in der Potenzialgruppe werden abgeschaltet. Dadurch ist eine Reduzierung des Energieverbrauchs während der betriebsbedingten Stillstandszeiten möglich.

Ein zweiter Faktor ist die Zeit: Jeder Industrieroboter am Förderband hat eine ganz individuelle Vorlaufzeit, die er zum Hochfahren benötigt. Klebt ein Roboter beispielsweise zwei Teile zusammen, muss er früher wieder in Betrieb genommen werden als sein schweißender Kollege – denn der Klebstoff muss erst vorgewärmt werden.

Mit neuen Funktionsbausteinen lässt sich das Energiemanagement ganzer Anlagenteile realisieren.

Weil es mit der Steuereinheit gekoppelt wird, hat das Powermodul Zugriff auf alle Komponenten der Anlage und kennt die Zeiten, die die einzelnen Maschinen benötigen, um hoch- und runter zu fahren. So wird es möglich, dass nicht nur während des Wochenendes, sondern sogar während der Mittagspause ganze Anlagenteile vollautomatisch vom Netz genommen werden können. Kehren die Arbeiter nach der Mahlzeit an ihren Arbeitsplatz zurück, können sie die Arbeit nach dem Einschalten sofort wieder aufnehmen.

Zum Schalten der Ein- oder Ausgänge wird in dem Power Modul PM-E RO das Omron G6C Relais verwendet.

Omron G6C Relais

Diese Variante hat einen Öffnerkontakt (8 A Kontaktlast), der die Stromversorgung der Relaiskontaktausgänge (oder -eingänge) abschaltet.

Mit dem Abschalten der Stromversorgung durch den Öffnerkontakt des G6C Relais werden die SPS-Ausgangsrelais und die Kontaktversorgung abgeschaltet, so das lediglich die Verbraucher (Motoren, Heizungen...) zum Stillstand kommen.

Der Steuerungszustand bleibt somit in Stand-By und ermöglicht ein schnelles Anfahren der Anlage nach dem Zuschalten der Spannungsversorgung.

Die flache Bauweise der G6C Relaisserie (9,9 mm) und der hohe induktive Laststrom des Öffnerkontaktes, der die Lasten an den Ausgangsmodulen zuverlässig und sicher schalten muss, waren ausschlaggebend für die Realisierung in 15 mm schmalen Baugruppen.

Jürgen Schönauer, OMRON Electronic Components EU B. V.

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Update 04/11/2016