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Elektrische Antriebe haben einen Anteil von rund 70 % am Gesamtstromverbrauch in der Industrie. Damit ist die Antriebstechnik einer der Bereiche, in denen die Erhöhung der Energieeffizienz den größten Effekt hat – sowohl im Hinblick auf die Stromkosten als auch auf eine Reduzierung der CO2-Emissionen. Berechnungen des ZVEI (Zentralverband Elektrotechnik- und Elektroindustrie e. V.) und VDEW (Vereinigung Deutscher Elektrizitätswerke) zufolge liegt das Einsparpotenzial in diesem Bereich in deutschen Unternehmen bei 10 % des gesamten industriellen Stromverbrauchs. Es wird dabei geschätzt, dass im Jahr 2020 in Europa Elektromotoren 1.470 TWh Strom in mechanische Energie umwandeln.

Als Beitrag zur Erreichung der Energieeffizienzziele wurden von der Europäischen Kommission in 2009 neue Anforderungen an die umweltgerechte Gestaltung von Elektromotoren verabschiedet (Verordnung EG Nr. 640/2009 zur Durchführung der Ökodesign-Richtlinie 2009/125/EG). Alleine durch diese Verordnung werden schätzungsweise bis 2030 pro Jahr 102 TWh an Energie eingespart.

Lesen Sie mehr über energieeffiziente Motorsteuerung.

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Es gibt vor allem zwei effektive Methoden, um das Energieeinsparpotenzial in der elektrischen Antriebstechnik optimal auszunutzen: Entweder durch Motorstarter, mit denen die Motoren nach dem Start mit fester Drehzahl betrieben werden oder durch Drehzahlstarter und Frequenzumrichter, die eine variable Drehzahl ermöglichen. Wichtig ist die Wahl von Komponenten, die den Anforderungen der hocheffizienten IE3- und IE4-Motorengeneration entsprechen. Denn zum Beispiel garantieren nur speziell auf die jeweilige Motortechnologie angepasste Regelalgorithmen die Effizienzvorteile der einzelnen Technologien. Erst mit diesen Algorithmen lässt sich in jedem Betriebspunkt der Betrieb auch bei wechselnden Lasten optimieren.

Motorstarter 

Bei der überwiegenden Zahl der Anwendungen arbeiten Elektromotoren mit einer festen Drehzahl. Dabei regelt der Motor selbsttätig die Leistungsaufnahme – der Motor arbeitet so über einen sehr großen Lastbereich mit maximaler Effizienz. Zur Ansteuerung von Motoren in Anwendungen, bei der die Drehzahl fest und die Lasten variabel sind, sind Motorstarter die effizienteste Lösung. Dabei zählen auch Schütze, Softstarter und Leistungsschalter zu den Motorstartern. Oberhalb eines Lastniveaus von rund 60% wird durch den Einsatz eines Motorstarters von dem Antriebssystem deutlich weniger Energie verbraucht, als wenn der Motor durch einen Frequenzumrichter geschaltet bzw. gesteuert wird. 

Allerdings sollte beim Einsatz von Motorstartern berücksichtigt werden, dass für den Drehstrommotor beim direkten Einschalten eine hohe Strombelastung im speisenden Netz charakteristisch ist. Durch das Anlegen der vollen Spannung entstehen hohe Anlauf und Stoßströme mit störenden Spannungseinbrüchen im Netz und starken Stoßmomenten in der Mechanik. Dies gilt insbesondere bei dem Einsatz von Elektromotoren der Effizienzklasse IE3 und IE4, die sich unter anderem durch höhere Anlaufströme charakterisieren. Daher ist der Einsatz von hochwertigen Schaltund Schutzkomponenten mit angepasstem Auslöseverhalten und auf den IE3 Motor abgestimmter Schaltleistung besonders wichtig. Ergänzend kommen häufig Automatisierungslösungen zur Eliminierung dieser unangenehmen Nebenerscheinungen und zur Senkung des Energieverbrauchs zum Einsatz.

Motorstarter bieten insgesamt fünf wesentliche Vorteile:

  1. Die Verlustleistung ist vernachlässigbar (0,1 % Pn) 
  2. Vorteile bei der Auslegung des Schaltschranks (geringe Verlustleistung -> keine zusätzliche Kühlung -> Energieeinsparung) 
  3. Motorstarter sind einfach zu installieren, zu betreiben und zu warten
  4. Robustes, sicheres und zuverlässiges Antriebssystem (u.a. keine EMV-Probleme) 
  5. Geringe Kosten bei Anschaffung, Aufbau, Inbetriebnahme, laufendem Betrieb und Wartung

 

Drehzahlstarter und Frequenzumrichter

Die Effizienzsteigerung einer Anlage stellt sich immer als eine Kombination aus der Verbesserung der Energieeffizienz der einzelnen Komponenten und einer produktübergreifenden Betrachtung des Gesamtsystems dar. Drehzahlstarter sind eine neue Kategorie von Geräten zur Steuerung von Asynchronmotoren, die funktional zwischen den Motorstartern und den heute üblichen Frequenzumrichtern anzusiedeln sind und die die Vorteile der beiden bestehenden Kategorien (einfache Handhabung wie ein Motorstarter, variable Drehzahl wie beim Frequenzumrichter) miteinander verbinden. Sie werden für einfache Anwendungen benutzt, in denen eine variable Drehzahl gefordert, der Funktionsumfang üblicher Frequenzumrichter nicht erforderlich oder sogar zu komplex ist. 

Über viele Jahrzehnte bildeten mechanische Verfahren für die Regelung des Durchflusses von Flüssigkeiten und Gasen die einzige Möglichkeit, um die Fördermenge an den Bedarf des jeweiligen Prozesses anzupassen. Dabei läuft der Motor praktisch durchgehend mit der Bemessungsdrehzahl („Nenndrehzahl“), die für die maximale Fördermenge benötigt wird. Die zur mechanischen Regelung eingesetzten Ventile und Drosseln bilden dabei Quellen von Umwandlungsverlusten, meist in Form von Wärme. Heute kann die Drehzahl des Antriebs direkt geregelt werden, sodass sich die Durchflussmenge einer Flüssigkeit oder eines Gases an den aktuellen Bedarf anpassen lässt. Trotz ihres eigenen Wärmeverlustes verbessern Drehzahlstarter und Frequenzumrichter so meist den durchschnittlichen Wirkungsgrad von Antriebssystemen über den ganzen Betriebsbereich.

Bei Start des Antriebs werden hohe Stromspitzen im elektrischen Netz und stoßartige Belastungen in den mechanischen Teilen von Maschine und Anlage verhindert. Neben dem kontinuierlichen Anlauf ermöglichen Drehzahlstarter und der Frequenzumrichter auch eine stufenlose Drehzahl- (Frequenz-) Steuerung des Drehstrom-Asynchronmotors. Während beim direkt am Versorgungsnetz angeschlossenen Motor die idealen Betriebsverhältnisse nur im stationären Arbeitspunkt (= Leistungsschildangaben) bestehen, können sie frequenzgeregelt im gesamten Stellbereich genutzt werden. 

Das konstante Verhältnis von Spannung zu Frequenz (U/f) gewährleistet dabei unabhängige Arbeitspunkte mit Nennmoment (MN). Durch die Anpassung von Drehzahl bzw. Geschwindigkeit an den Produktionsprozess und die Kompensation äußerer Störgrößen gewährleistet die frequenzgeregelte Antriebseinheit eine höhere Lebensdauer und Funktionssicherheit. Das Energieeinsparpotenzial hängt von folgenden Faktoren ab: Art der anzutreibenden Last, Grad der Optimierung des Wirkungsgrades der Arbeitsmaschine durch Drehzahlstarter und Frequenzumrichter sowie Zeit, in der das Gesamtsystem im Teillastbetrieb arbeitet. Besonders effektiv sind sie bei Anwendungen mit wechselnder Last bzw. variabler Drehzahl.

Grundsätzlich werden die Kennlinien für Motor und Arbeitsmaschine (z. B. Pumpe) als Zusammenspiel aus Drehzahl oder Drehmoment und Leistung angegeben. Für die Energieeinsparung mit Frequenzumrichtern sind besonders jene Maschinen und Anlagen interessant, bei denen der Zusammenhang zwischen Drehzahl (n) und Drehmoment (M) quadratisch ist und damit die Leistung P in deutlich mehr als linearem Zusammenhang steht. Dazu zählen unter anderem Anwendungen wie Kreiselpumpen und Ventilatoren. In der Antriebstechnik bezeichnet man diese als Strömungsmaschinen. Der entscheidende Faktor für die Energieeinsparung ist hier der kubische Zusammenhang zwischen Drehzahl und Leistung (P proportional n), der dazu führt, dass beispielsweise eine Pumpe, die mit 50 % der maximalen Drehzahl läuft, nur 1/8 der bei voller Drehzahl benötigten Leistung erfordert. Das bedeutet: Bereits eine kleine Verringerung der Drehzahl führt zu großen Einsparungen. So ergibt eine Drehzahlverringerung um 20 % bereits eine Ersparnis von 50 %, da die Leistungsaufnahme des Motors genau an den tatsächlichen Bedarf des Prozesses angepasst wird.

Motorstartvarianten:
Motorstartvarianten.JPG
F1 = Absicherung (Kurzschluss- und Leitungsschutz) 
Q1 = Schalten (Leistungsschütz, Motorschütz) 
F2 = Motorschutz (Schutz vor thermischer Überlast, Motorschutzrelais)
M1 = Drehstrom-Asynchronmotor
 
  1. Direkter Motorstart. 
  2. Stern-Dreieck-Starter, die bekannteste und am meisten angewandte Startvariante. 
  3. Softstarter (Q2), der kontinuierliche und stufenlose Motorstart. Eine moderne, elektronische Alternative zum Stern-Dreieck-Starter. 
  4. Drehzahlstarter (T1), geführter, stufenloser Motorstart mit Nennmoment. Drehzahlstarter ermöglichen zudem eine stufenlose Drehzahlsteuerung und haben einen elektronischen Motorschutz (I2t) integriert. 
  5. Frequenzumrichter (T2), geführter, stufenloser Motorstart mit Nennmoment. Frequenzumrichter ermöglichen zudem eine stufenlose Drehzahlsteuerung und haben einen elektronischen Motorschutz (I2t) integriert. Je nach Ausprägung ermöglichen sie auch die genaue Drehzahlregelung (Option, Impulsgeber B1) beim sonst schlupfabhängigen Asynchronmotor.

Fazit

Um eine größtmögliche Energieeffizienz zu erzielen, ist beim Einsatz eines drehzahlgeregelten Antriebs eine Betrachtung des gesamten Antriebssystems erforderlich. Nur durch die Abstimmung der Komponenten Motor und Frequenzumrichter kann das volle Optimierungspotenzial für das gesamte Antriebssystem erreicht werden. Dabei reicht es nicht, einfach die IE-Klasse des Motors und die IE-Klasse des Frequenzumrichters zu kombinieren, um die entsprechende IES-Klasse zu erhalten, sondern die Verluste eines Antriebssystems werden mithilfe der EN 50598-2 berechnet und darauf basierend die Effizienzklasse bestimmt.

Um die höchste Energieeinsparung in einer Anwendung zu erreichen, sollten neben dem Antriebssystem auf jeden Fall auch die mechanischen Teile des Systems betrachtet werden. Denn laut ZVEI lässt sich im Antriebssystem ungefähr 10 % des erreichbaren Einsparpotenzials durch die Verwendung effizienter Motoren erzielen. Der drehzahlgeregelte Betrieb ergibt ein Einsparpotenzial von rund 30 %. Das größte Potenzial von circa 60 % liegt aber in der Optimierung des gesamten Systems. Dazu gehören zum Beispiel optimierte Rohrleitungsführung bei Umbauarbeiten oder auch die Nutzung von Softwarefunktionen in modernen Frequenzumrichtern.

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Ob Stromschlag, Verletzungen infolge von Bedienfehlern oder durch ein für den Bediener unvorhersehbares Wiederanfahren einer Maschine – die Gefahren, die von einer Maschine oder Anlage für Mensch, Maschine und Umwelt ausgehen, sind vielfältig und gravierend. Dieses Risiko existiert während des gesamten Lebenszyklus einer Maschine, von der Fertigung bis zur Demontage. 

Bei der Funktionalen Sicherheit geht es darum, dass entsprechende elektrische oder elektronische Sicherheitseinrichtungen eingeplant und in die Maschine integriert werden, die im Gefahrenfall zuverlässig ihre Schutzfunktion erfüllen und so zur Risikominderung beitragen. Ist dies der Fall, so ist die Maschine oder Anlage funktional sicher. 

Mit den passenden FuSi-Maßnahmen lassen sich z. B. systematische Fehler vermeiden, zufällige Fehler erkennen oder im Fehlerfall angemessene Schritte einleiten. Im Rahmen der Funktionalen Sicherheit beschränken sich die betrachteten Gefahren jedoch alleine auf die Funktionen des Systems, das in der Regel aus Mechanik, Maschinensteuerung sowie weiterer Automatisierungstechnikhardware und -software besteht. Gefahren von außen, wie Vandalismus oder Feuer fallen nicht in den Bereich der Funktionalen Sicherheit. 

Sowohl Hersteller als auch Betreiber von Maschinen müssen sich mit dem Thema Funktionale Sicherheit befassen. Gesetzlich sind Hersteller für die von ihnen in Umlauf gebrachten Systeme verantwortlich. Dabei gilt es, die FuSi-Richtlinien von der Konstruktion über Betrieb und Wartung bis zur Demontage zu beachten. Alle Beteiligten sind in der Pflicht, stets auf dem aktuellen Stand der Technik zu bleiben und alles technisch Mögliche zu tun, damit nur funktional sichere Maschinen auf den Markt kommen und diese dann auch sicher  betrieben werden.

Lesen Sie mehr über Funktionale Sicherheit von Maschinen in unserem Blogbeitrag.

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Die Maschinensicherheit ist Grundvoraussetzung für unfallfreies Arbeiten. Eine Maschine gilt dann als sicher, wenn im regulären Gebrauch keine Gefahr von ihr ausgeht und auch eine fehlerhafte Anwendung oder Bedienung nicht zu einer Gefahr führt. Gefahren in diesem Sinne können mechanischer, elektrischer oder thermischer Natur sein. Aber auch Lärm, Strahlungen oder Schwingungen werden dazu gezählt. 

Die grundlegenden Sicherheitsanforderungen, um diesen Gefahren zu begegnen, sind in der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG aufgeführt. Sie werden in harmonisierten europäischen Normen – den A-, B- und C-Normen – konkretisiert.

Normen vom Typ A sind Sicherheitsgrundnormen. Sie behandeln Grundbegriffe, Gestaltungsleitsätze und allgemeine Aspekte, die auf Maschinen angewendet werden können. In Bezug auf die Maschinensicherheit ist die EN ISO 12100 die zentrale Typ A Norm. Sie ist unter der Maschinenrichtlinie gelistet.

Bei Normen vom Typ B handelt es sich um sogenannte Sicherheitsfachgrundnormen. Sie behandeln einen Sicherheitsaspekt (Typ B1-Normen) oder eine Art von Schutzeinrichtungen (Typ B2-Normen), die für eine ganze Reihe von Maschinen verwendet werden können.

Typ C Normen – auch Maschinensicherheitsnormen genannt – sind schließlich Normen speziell für die Sicherheit von Maschinen. Sie beschreiben detaillierte Sicherheitsanforderungen an bestimmte Maschinen oder Gruppen von gleichartigen Maschinen. Grundlage bildet die Philosophie der EN ISO 12100 (Typ-A), jedoch beziehen Sie sich, soweit zutreffend, auch auf die Anforderungen in den Typ B-Normen. Da sie sehr konkrete Anforderungen für bestimmte Maschinen definieren, kommt Typ C-Normen in der Konstruktionsarbeit die größte praktische Bedeutung zu und es besteht sogar die Möglichkeit, dass die maschinenspezifischen C-Normen in Einzelfällen von den B-Normen abweichen.

Lesen Sie mehr über Normen der Maschinensicherheit in unserem Blogbeitrag.

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Abbildung 1: Die drei Hauptgruppen der EN-Normen „Sicherheit für Maschinen"
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Mit der am 21.04.2021 veröffentlichten Überarbeitung der aktuell gültigen Maschinenrichtlinie 2006/42/EG ist vorgesehen, dass diese zur EU-Maschinenverordnung wird und an das New Legislative Framework (NLF) angeglichen wird. Mit dem NLF legen die EU-Institutionen grundlegende Sicherheits- und Gesundheitsanforderungen für Produkte in Richtlinien und Verordnungen fest, wobei die inhaltlich-technische Ausgestaltung dieser Anforderungen in europaweit harmonisierten Normen erfolgt.

Die wichtigsten inhaltlichen Neuerungen der Maschinenverordnung auf einen Blick:

  • Der Anhang I listet Maschinen mit hohem Risiko.
  • Maschinen nach Anhang I unterliegen besonderen Konformitätsbewertungsverfahren.
  • Enthalten ist eine neue Verordnung zur künstlichen Intelligenz (KI), die Sicherheitsrisiken von KI-Systemen behandelt sowie eine sichere Integration dieser Systeme in die Maschine gewährleisten soll. Enthalten ist eine neue Verordnung zur künstlichen Intelligenz (KI), die Sicherheitsrisiken von KI-Systemen behandelt sowie eine sichere Integration dieser Systeme in die Maschine gewährleisten soll.
  • Die digitale Dokumentation ist nun erlaubt. Die digitale Dokumentation ist nun erlaubt. Käufer einer Maschine können eine gedruckte Version der Betriebsanleitung kostenlos anfordern.
  • Zwei neue Begriffe werden definiert: „wesentliche Änderung“ und „System künstlicher Intelligenz“.
Lesen sie mehr über die Maschinenrichtlinie 2006/42/EG in unserem Blogbeitrag.
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Als weltweit meistverbreitete Maschinensicherheitsnorm sorgt die IEC 60204-1 seit vielen Jahren für die sichere Auslegung der elektrischen Ausrüstung von Maschinen und Anlagen. Die deutsche bzw. europäische Version wurde 2019 aktualisiert und ist seit Mitte September 2021 verpflichtend für Maschinen-, Anlagen- und Schaltschrankbauer. 

EU-Richtlinien wie die Maschinenrichtlinie 2006/42/EG und die Niederspannungsrichtlinie 2014/35/EU legen für Produkte allgemeine Mindeststandards an Sicherheits- und Arbeitsschutzanforderungen fest. Wie diesen konkret entsprochen werden kann, wird in gesonderten technischen Spezifikationen definiert, den sogenannten harmonisierenden Normen. Für die elektrische Ausrüstung von Maschinen ist die DIN EN 60204-1 die harmonisierende Norm, auf die beide oben genannte Richtlinien Bezug nehmen. Die DIN EN 60204-1 gilt für elektrische, elektronische und programmierbare elektronische Ausrüstungen und Systeme für Maschinen und Gruppen von vernetzten Maschinen, einschließlich Schaltschrankbau.

Grundsätzlich deckt die DIN EN 60204-1 Geräte und Bauteile ab, die mit Nennspannungen bis einschließlich 1.000 V Wechselspannung oder 1.500 V Gleichspannung und mit Nennfrequenzen bis einschließlich 200 Hz betrieben werden, im Feld oder im Schaltschrank. Dabei lässt sie sich auf die komplette elektrische Installation einer Maschine anwenden – ausgehend vom ankommenden Netzkabel an Klemmen oder Hauptschalter.

Im übergeordneten Normenkontext kommt der DIN EN 60204-1 zusammen mit der EN ISO 12100, der EN ISO 13849 sowie der IEC 62061 eine wichtige Rolle für die Funktionale Sicherheit von Maschinen zu.

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Die sechste Version der DIN EN 60204-1 spiegelt die Aktualisierungen wider, die bereits 2016 in der IEC 60204-1 festgelegt wurden. Sie enthält einige Korrekturen, Erläuterungen und Konkretisierungen, jedoch keine wesentlichen Änderungen oder grundlegend neuen Aspekte. So werden unter anderem die grundlegenden Sicherheitsanforderungen an die elektrische Ausrüstung vertieft, einige Kapitel (z. B. Dokumentation) neu aufgelegt und informative Anhänge als hilfreiche Leitfäden bei der Projektierung (z. B. Anhang F) und Dokumentation (z. B. Anhang I) ergänzt. 

Die wichtigsten acht Änderungen im Überblick:

1.     Allgemeine Anforderungen (Kapitel 4)

Das Kapitel 4.2.2. zum Thema Schaltgerätekombination enthält nun einen Hinweis auf die IEC 61439 und Anhang F. Folglich darf ein Techniker bei der Projektierung einer Schaltgerätekombination die IEC 61439 ganz oder teilweise zusätzlich anwenden.

Ergänzend zu den im Kapitel 4.4.2. definierten Anforderungen zur Elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) steht ein umfangreicher Anhang H zur Verfügung, der nützliche Informationen zu den Maßnahmen und empfohlene Vorgehensweisen zur Erfüllung der EMV-Anforderungen enthält. Hinzugefügt wurde auch ein Verweis auf die IEC 61000 Normenserie.

Während im Kapitel 4.4.5 bei den Umgebungsbedingungen die Höhenlage hinzugekommen ist, werden im Kapitel 4.4.8. nun auch Vibration, Stoß und Schock aufgeführt. Zu beachten ist, dass es sich bei den Vibrationen entweder um solche von der Maschine selbst erzeugte oder durch äußere Einwirkungen generierte handelt (z. B. bei Einsatz eines mobilen Geräts).

2.     Netzanschlussklemmen und Einrichtungen zum Trennen und Ausschalten (Kapitel 5)

Im Kapitel 5 wurden einige Anforderungen neu aufgenommen. Hervorzuheben sind hier primär die Einrichtungen zur Unterbrechung der Energiezufuhr zur Verhinderung von unerwartetem Anlauf. Zudem enthält die Norm einen komplett überarbeiteten Abschnitt zur Bedienvorrichtung der Netztrenneinrichtung.

3.     Schutz der Ausrüstung (Kapitel 7)

Neu im Kapitel 7 ist das Thema Erdschluss-/Fehlerstromschutz – mit Verweis auf Fehlerstromschutzeinrichtungen (RCD) gemäß der IEC/TR 60755.

Die bedeutendste Änderung besteht darin, dass jetzt der Bemessungskurzschlussstrom der gesamten elektrischen Ausrüstung zu ermitteln und anzugeben ist. Die Norm schreibt hierzu keine konkreten Verfahren vor, sondern verweist auf Methoden nach der IEC 61439-1, IEC 60909-0, IEC/TR 60909-1 oder IEC/TR 61912-1. Somit lassen sich sowohl Konstruktionsregeln und Berechnungen anwenden, als auch Typprüfungen vornehmen.

4.     Bedienerschnittstelle und an der Maschine befestigte Steuergeräte (Kapitel 10)

In der aktuellen Version unterscheidet die Norm eindeutig zwischen der Betätigung der Netztrenneinrichtung, um ein NOT-HALT oder ein NOT-AUS zu bewirken. Besteht das Risiko einer mechanischen Gefährdung, so erfordert dieses Szenario ein NOT-HALT. Hierzu zählen z. B. das kontrollierte Fahren in eine sichere Position oder das Stoppen einer Bewegung. Geht es um ein elektrisches Gefährdungspotenzial, so verlangt die Norm nach einer NOT-AUS-Funktion, mit der die elektrische Energiezufuhr unterbrochen wird.

5.     Schaltgeräte: Anordnung, Befestigung und Gehäuse (Kapitel 11)

In puncto Schaltgeräte legt die Norm ein besonderes Augenmerk auf das Thema Wärmewirkung, um die Überhitzung eines Systems im Betrieb zu verhindern. So fordert sie sowohl eine Wärmeberechnung als auch die Erstellung einer Wärmebilanz. Als mögliches Verfahren zur Berechnung verweist sie auf die IEC 61439.

6.     Fehlerstromschutz (RCD) für Steckdosenkreise (Kapitel 15)

Während in der Vorgängerversion der Norm Fehlerstromschutzeinrichtungen (RCD) für Steckdosenkreise bis 20 A optional waren, sind sie in der aktuellen Version generell vorgeschrieben – und zwar mit einem Bemessungsdifferenzstrom von IΔn ≤ 30mA.

7.     Anforderungen an die technische Dokumentation (Kapitel 17)

Mit der Aktualisierung wurden die Anforderungen an die technische Dokumentation umfassend überarbeitet. Das Resultat: Es sind nur noch notwendige Dokumente gefordert. Gemeint sind damit Dokumente, die ein Hersteller zwingend für seine Maschine erstellen muss, um den kompletten Lebenszyklus abzudecken. Hierzu zählen Informationen zu Identifizierung, Transport, Errichtung, Gebrauch, Wartung, Außerbetriebnahme und Entsorgung der elektrischen Ausrüstung. Im Anhang I der Norm finden Maschinenbauer Hilfestellung in Form einer Tabelle mit den empfohlenen Dokumenten.

8.     Prüfung von Power Drive Systems (PDS) (Kapitel 18)

Im Zuge einer umfangreichen Überarbeitung auch dieses Kapitels wurde die Prüfung von Power Drive Systemen (PDS) aufgenommen. Dabei geht es darum, dass die Bedingungen zum Schutz durch automatische Abschaltung der Stromversorgung im Fehlerfall zu überprüfen sind. Dies gilt ebenfalls für Fälle, bei denen ein Frequenzumrichter oder Servoantrieb zum Einsatz kommt. Auch hier ist sicherzustellen, dass ein Fehler im Feld zur Abschaltung führt. Wie dies umgesetzt wird, legt die Norm nicht fest. Grundsätzlich sieht sie eine Überprüfung der Durchgängigkeit des Schutzleiters sowie eine Überprüfung der Schleifenimpedanz vor.

Lesen Sie mehr über Änderungen in der DIN EN 60204-1 Norm in unserem Blogbeitrag.

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Die CE-Kennzeichnung bestätigt, dass ein Produkt alle EU-weiten Anforderungen an Sicherheit, Gesundheitsschutz und Umweltschutz erfüllt. Für Maschinen bedeutet dies insbesondere, dass sie die Anforderungen der Maschinenrichtlinie, aber auch anderer relevanten EU-Richtlinien erfüllt. Das 1995 eingeführte CE-Zeichen dient sozusagen als „Reisepass“ für Maschinen - nur mit ihm dürfen Maschinen in der EU sowohl vermarktet als auch betrieben werden.

Die CE-Kennzeichnung wird in der Regel vom Hersteller selbst angebracht. Er sorgt eigenverantwortlich dafür, dass alle gesetzlichen Anforderungen erfüllt wurden und die Maschine sicher ist. Das CE-Zeichen ist also nicht mit einem Gütesiegel oder Qualitätszeichen zu verwechseln.

Lesen Sie mehr über CE-Kennzeichnung in unserem Blogbeitrag.

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Maschinen und Schaltanlagen müssen für den nordamerikanischen Markt spezielle Standards erfüllen, damit sie dort die behördliche Betriebserlaubnis erhalten. Durch eine Zertifizierung der Produkte bzw. Anlagen wird nachgewiesen, dass die Anforderungen der Standards eingehalten werden. Die relevanten Standards werden unter anderem von den Underwriters Laboratories (UL) in den USA und der CSA Group (Canadian Standards Association) in Kanada festgeschrieben.

Bei den Standards ist zwischen Produktstandards, die sich hauptsächlich an die Komponenten-Hersteller wenden (z. B. UL 489/CSA C22.2 No. 5-09, UL 508/CSA C22.2 No. 14-05, UL 1077/CSA C22.2 No. 235-04 (R2009), usw.) und Errichtungsstandards zu unterscheiden (UL 508A, NFPA 79), die sich hauptsächlich an die Verarbeiter und Errichter, wie Maschinen- oder Schaltanlagenbauer, richten.

Lesen Sie mehr über UL/CSA Normen in unserem Blogbeitrag.

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Während in der Mehrheit der Länder dieser Welt die Normen der IEC für die Zulassung von Schaltgeräten und -anlagen herangezogen werden, geht Nordamerika eigene Wege: Hier müssen der National Electrical Code (NEC) bzw. der Canadian Electrical Code (CEC) berücksichtigt werden.

In den USA regelt der National Electrical Code, kurz NEC als Sicherheitsstandard elektrische Installationen auf Feldebene. Durch den NEC sollen elektrische Verfahren gesichert und standardisiert durchgeführt werden. Dabei bildet der NEC die gesetzliche Grundlage – umgesetzt werden die Anforderungen über die UL 508A als Produktnorm für den Maschinenschaltschrank sowie die NFPA 79 als Errichternorm für die elektrische Ausrüstung von Maschinen.

Überwiegend inhaltsgleich zum NEC ist der Canadian Electrical Code (CEC), wenngleich beide Elektrostandards nicht in allen Details identisch sind.

Lesen sie mehr über NEC und CEC in unserem Blogbeitrag.

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