Spezielle Anwendungen verlangen individuelle Lösungen - GMC ...

Spezielle Anforderungenverlangen individuelle LösungAlexander GrüningerMessumformer SINEAX CAMvon Camille Bauer: Gerät miterweitertem Frequenzbereichfür MTU FriedrichshafenentwickeltLeistungsstark und zuverlässig: Motorenund Antriebssysteme für Schiffe undSchienenfahrzeuge oder für den Einsatzin der Öl- und Erdgasindustrie müssenhöchsten Anforderungen entsprechen.Die MTU Friedrichshafen GmbH unterziehtihre Produkte bei der Herstellungumfassenden Prüfungen, um ihrenKunden optimale Großdieselmotoren,Antriebssysteme sowie Dieselaggregatefür Notstrom, Grund- und Spitzenlastliefern zu können. Für diese Prüfungenhat Camille Bauer, ein Unternehmen derGossen Metrawatt-Gruppe (GMC I),einen speziellen Messumformer mit erweitertemFrequenzbereich entwickelt.Alexander GrüningerGMC-Instruments DeutschlandSüdwestpark 15D-90449 NürnbergE-Mail: alexander.grueninger@gossenmetrawatt.comwww.gossenmetrawatt.comDer Standardmessumformer SINEAXCAM von Camille Bauer, der für Messungenin elektrischen Verteilnetzenoder Industrieanlagen konzipiert ist,wurde mittels einer neuen Softwareprogrammierungan die spezifischen Anforderungenvon MTU angepasst. „Wir sinddurch den ElektroschaltanlagenbauerBaumeister auf die hochpräzisen Geräteund deren individuelle Programmierbarkeitaufmerksam geworden“, berichtetStefan Missenhardt, Projektleiter beiMTU in der Abteilung TMS – TechnikSondermotoren. „Durch seinen modularenAufbau lässt sich der SINEAXCAM optimal auf individuelle Anwendungenund Informationsbedürfnisseunserer Kunden zuschneidern“, ergänztAlexander Grüninger, Vertriebsinge nieurvon GMC.Für den Einsatz am Generator-Aggregateprüfstand bei MTU sollte dieFrequenzbandbreite des Messumformersauf 10-70 Hz erweitert werden. SolcheNetzfrequenzen sind zum Beispiel beider Schiffsantriebstechnik gefragt. DieSonderausführung von Camille Bauerwurde zunächst auf dem Prüfstand imAlltagsbetrieb getestet, die Messwertewurden von den Analogausgängen abgenommenund mit der bei MTU vorhandenenAnlage zur Anzeige gebracht.„Wir haben die Messgenauigkeit beiFrequenzen zwischen 40 und 65 Hz amAggregat überprüft. Die Messabweichungzur vorhandenen kalibriertenMessung war durchweg sehr gering“,berichtet Projektleiter Missenhardt. ImDauertest wurde der SINEAX CAMbei einem Typtest an einem Mittelspannungsaggregatmit 6,6 kV bei wechselnderLast und Strömen bis 230 A zwischen55 und 65 Hz über Strom- und Spannungswandlerproblemlos betrieben.Vor der Inbetriebnahme des Prüfstandeswurde das Messsystem kalibriert.Dabei musste die vom Kunden vorgegebeneMessgenauigkeit von kleiner gleicheinem Prozent eingehalten werden. Fürden künftigen täglichen Betrieb solltedann eine Möglichkeit geschaffen werden,die insgesamt neun Eingangsströmeund acht Eingangsspannungen – aufgeteiltin vier Spannungen und vier Strömefür Mittelspannungsaggregate und vierSpannungen und fünf Ströme für Niederspannungsaggregate– beziehungsweisedie Übersetzungsverhältnisse, dieam Generatorenprüfstand zu verzeichnensind, mit möglichst wenigen Gerätenzu messen und diese Messwerte (dreiStröme, verkettete Spannungen, Gesamtwirkleistung,Gesamtscheinleistung, Cosphi und Frequenz) zu visualisieren.Vor dem Einbau in den Prüfstandhatten die Spezialisten von MTU überdieseine Labor-Messreihe durchgeführt,um die Genauigkeit bei verschiedenenFrequenzen und Eingangsspannungen/1

Strömen zu testen. Dabei wurden auchsehr kleine Wandler-Sekundärströmesimuliert, um auszuloten, welche Wandlergrößenfür eine genaue Messung beizukünftigen Projekten einzuplanen sind.„Dabei hat der Messumformer sehrgute Werte gebracht“, so Missenhardt.Grundsätzlich ist der SINEAX CAM –„CAM“ steht für Controlling Analysingand Metering – für die lückenlose Erfassungelektrischer Messgrößen einesVersorgungsnetzes geeignet. Durch dieprogrammierbare Erfassungsperiodeund die hohe Abtastrate ist das Gerätfür die Erfassung von Eingangssignalenmit variablem Messintervall (zumBeispiel Vollwellensteuerungen), mitveränderter Sinus-Form (zum BeispielPhasenanschnitt-Steuerungen) oder starkerVerzerrung prädestiniert. Die integriertenEnergiezähler messen sowohl dieNetzwerte als auch extern angeschlosseneGeräte. Minimal- und Maximalwertewerden korrekt mit Zeitstempel erfasst.Die Grundgenauigkeit beträgt bei Stromund Spannung 0,1 Prozent.Der Kunde kann vier Klemmengruppenunterschiedliche Funktionenzuordnen. Zur Verfügung stehen analogeund digitale Ein- und Ausgängesowie ein Hochspannungseingang von110/230 V AC zur Spannungsüberwachungoder Synchronisation. Nullleiterstrom-Messung,zwei Relaisausgängeund ein universelles Schaltnetzteil fürdie Hilfsenergieversorgung runden denLeistungsumfang ab.MTU erfasst Messwerte bislangmit einer Siemens S7-Steuerung. Insgesamtwerden drei Spannungen undStröme (0…480 VAC, 0….110 VDC,0…28 VDC) gemessen und angezeigt.Die AC-Werte werden nun mit demSINEAX-CAM mit erweitertem Frequenzbereich10…70 Hz registriert.Eine Herausforderung dabei war die flexibleKommunikation zwischen der S7-Steuerung und dem SINEAX-CAM mittelsModbus. „In Zukunft könnten wirdie Geräte mit Ethernet-Schnittstelle aufrüstensowie als Option eine Busschnittstellemit Steckverbindung für konfektionierteStandardleitungen einrichten“,sagt Vertriebsingenieur Grüninger. BeiMessungen außerhalb des Nennfrequenzbereichs– vor allem bei Unterschreitender 10 Hz – könnte außerdemüber Modbus oder Ethernet ein definierterWert für Strom, Spannung, Frequenzund Leistung angezeigt werden.Die Test- und Entwicklungsphasefür den bei MTU eingesetzten SINEAXCAM betrug sechs Monate. „Wir habenuns bei der Weiterentwicklung des Gerätsgegenseitig ergänzt. Der Kontaktzu den Entwicklern von Camille Bauer,aber auch zum Innen- und Außendienstwar eng und problemlos. Bei Fragen hattenwir immer einen kompetenten Ansprechpartner“,berichtet Missenhardt.Der Messumformer sei durch seinenerweiterten Frequenzumfang und seinehohe Genauigkeit für Generatorprüfständeund dieselgetriebene Stromaggregatemit variabler Frequenz bestens geeignet.Bei MTU ist man vor allem an Gerätenmit weiteren Ausbaustufen interessiert.Mit einer steigenden Nachfrage nachflexiblen und hochgenauen Messumformernist künftig vor allem in den BereichenNotstrom, Dauerstrom und Blockheizkraftwerkezu rechnen. Aber auchandere Industrien und Märkte könnenvom Einsatz dieser Geräte profitieren:Das von Camille Bauer geplante nochgrößere Frequenzband (bis 130 Hz)könnte zum Beispiel bei der DeutschenBahn, bei Anlagenbauern für Notstromaggregateund in der Gebäudeautomationauf Interesse stoßen. Die Version mitFrequenzbereich bis 130 Hz deckt zudemden vollen Anwendungsbereich vonFrequenzumrichtern ab.MTU Friedrichshafen GmbHDie MTU Friedrichshafen GmbH ist dasKernunternehmen der Tognum-Gruppe.Sie liefert Dieselmotoren und kompletteAntriebssysteme für Schiffe, schwereLand- und Schienenfahrzeuge, Industrieantriebeund dezentrale Energieanlagen.Das Produktprogramm mit Dieselmotorenvon 20 bis 9 100 kW Leistung,Gasmotorensystemen, Gasturbinen undBrennstoffzellen ist eines der modernstenund umfassendsten der Branche. Fürdie Steuerung und Überwachung derMotoren und Antriebsanlagen entwickeltund produziert das Unternehmen maßgeschneiderteElektroniksysteme.Die Tognum-Gruppe erzielte im Geschäftsjahr2007 einen Umsatz von über2,8 Milliarden Euro und beschäftigt rund8 600 Mitarbeiter. Mit 26 konsolidiertenTochtergesellschaften, über 130 Vertriebspartnernund 1 100 autorisiertenHändlern ist Tognum mit seiner Vertriebs-und Servicestruktur global ausgerichtet.Die Aktie der Tognum AG ist seit2007 im Börsenindex MDAX notiert.2