Messtechnik Messung elektrischer Größen ist die Basis zur Prozessoptimierung

In der Industrie kommt der Erfassung und Auswertung von Daten über die Produk-tionsanlagen und Prozesse eine immer größere Bedeutung zu. Wesentliche Bestandteile des Verbesserungsprozesses im Bereich der Energiemessung sind dabei die Ermittlung und Zuordnung des Verbrauchs sowie das Vermeiden von Ausfällen.

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Um die Informationen in Produktionsanlagen zu sammeln, steht den Unternehmen eine Reihe von Verfahren zur Verfügung (Bild 1). Ebenso gibt es verschiedene Analyseverfahren, um aus den gewonnenen Ergebnissen unter Umständen direkte Maßnahmen abzuleiten. Im Folgenden soll insbesondere auf die Messung von elektrischen Größen und die damit verbundenen Überwachungsmöglichkeiten eingegangen werden.

Überwachung von Antrieben auf Unter- und Überlastung

Bei der Überwachung von Antrieben stehen im Wesentlichen ihr Schutz sowie der der Anlage im Vordergrund. Dazu werden je nach Applikation verschiedene Größen gemessen und ausgewertet. Soll beispielsweise nur der ordnungsgemäße Betrieb eines Ventilators betrachtet werden, der über einen Keilriemen von einem Motor angetrieben wird, bietet sich eine Unterlastüberwachung an. Dafür wird zum Beispiel der Cosinus Phi des Antriebs erfasst und analysiert. Die Alarmierung erfolgt über einen Relaiskontakt. Eine Strommessung dient der Kontrolle des Antriebs auf Überlastung. Sie ist aber lediglich dort sinnvoll, wo der Antrieb genau an die Anwendung angepasst und nicht überdimensioniert ist. In diesem Fall könnte sich der tatsächliche Strom auch bei einer Überlastung kaum verändern. Deshalb sollte die elektrische Leistung aufgenommen und ausgewertet werden, weil sie direkten Aufschluss über die mechanische Leistung geben kann. Zur Analyse und Reaktion sind je nach Überwachungseinheit unterschiedliche Geräte erhältlich. Das Spektrum reicht von Komponenten mit einfachen Relaiskontakten für die Abschaltung/Information bis zu Geräten wie dem elektronischen Motormanager (EMM), die direkt im Motorkreis schalten können und über ein Bussystem ansteuerbar sind.

Korrekte Messung von Wechsel- und Gleichströmen

Zur korrekten Messung elektrischer Ströme müssen Komponenten eingesetzt werden, die für die jeweilige Signalform geeignet sind. Stromwandler fungieren beispielsweise zur Erfassung hoher Wechselströme in Schaltanlagen. Nur wenn die Ströme permanent gemessen werden, lassen sich die einzelnen Abläufe sicher beherrschen und mögliche Störungen sofort erkennen. Dazu sind die Stromwandler sowohl in der Einspeisung des Schaltschranks als auch in den abgehenden Unterverteilungen der einzelnen Antriebe installiert. Sie nehmen ausschließlich Wechselströme auf und arbeiten nach dem Transformatorprinzip. Zur Messung wird der Strom führende Leiter durch die Öffnung des Stromwandlers geführt. Sekundärseitig gibt das Gerät 1 oder 5 A aus. Ein nachgeschalteter Strommessumformer konvertiert daraus ein Normsignal, das als Eingangsgröße für die Steuerung erforderlich ist.

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