Netzteil für Ansteuerung von Glühkerzen

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Efalos
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Netzteil für Ansteuerung von Glühkerzen

Beitrag von Efalos »

Hallo zusammen,

ich habe die Aufgabe bekommen die Schaltung für die Ansteuerung von Glühkerzen in unseren Maschinen im Bezug auf Platzbedarf/Verdrahtungsaufwand zu überarbeiten & bräuchte da mal euren Senf dazu.

Bei den Maschinen handelt es sich um kleine Härteöfen mit brennbarer Prozessathmosphäre.
Die Glühkerzen dienen dabei zur Abfackelung von austretenden Prozessgasen.
Aktuell werden ganz normale LKW-Glühkerzen verwendet.
Bisherige Verdrahtung.jpg
- Die Traffos T71/73 (230VAC => 9VAC) werden über K723 eingeschaltet.
- Bei E1-4 handelt es sich um besagte Glühkerzen
- Die Glühkerzen werden aktuell immer über den 9V Abgriff des Traffos betrieben, können aber prinzipiell 9V bis 14,5V ab. Die 9V dienen eher zum minimieren des Einschaltstroms.
- K711-714 sind Stromüberwachungsrelais, die ab >1A ein "OK"-Signal an die SPS liefern.

Dieser Aufbau funktioniert prinzipiell zuverlässig, beansprucht allerdings recht viel Platz im Schaltschrank.
Alleine die Traffos benötigen jeweils 15x15cm zzgl. 12TE für die Sicherungen & Relais.

Das Anlaufverhalten ist bei der Suche nach Alternativen mein größtes Problem.
Die Kerzen genemigen sich 17A (bei 9V) bis 28A (bei 14,5V) für die ersten 10s & fallen dann auf 6-8A ab.
Leistungsaufzeichnung .jpg
Meine erste Idee war das ganze über ein intelligentes, strombegrenztes 12V Netzteil zu realisieren, da es für mich prinzipiell egal ist ob die Glühkerze 5s oder 30s bis Betriebstemperatur benötigt.
Von Siemens kenne ich die SITOP PSU8600 als Netzteil mit Rückmeldung des aktuell fließenden Stroms.
Ob diese Netzteile mit 12V & längerem Überstrom / Reduzierung der Ausgangsspannung zuverlässig klar kommt, konnte ich bisher nicht heraus finden & einfach mal bestellen & ausprobieren ist aktuell im Bezug auf Lieferzeiten schwierig.
Zudem müssen die Bauteile >10 Jahre zuverlässig arbeiten & diesbezüglich habe ich Bedenken die Netzteile regelmäßig im Überlastbereich zu betreiben.

Ich hatte mal ein Labornetzteil, bei dem ich Ausgangsspannung & max. Ausgangsstrom einstellen konnte.
Wurde der eingestellte Ampere-Wert überschritten, hat das Netzteil die Ausgangsspannung so weit reduziert bis der Strom wieder <= Einstellwert war.
So etwas bräuchte ich im Prinzip als Hutschienennetzteil.

Zusammenfassung nach was ich suche:
- Bauteil für Hutschienenmontage
- Ausgang 4 Kanäle, irgendwas im Bereich 9-14V, ob AC oder DC Ausgang ist egal
- Auswertung ob Ausgangsstrom >1A, für jeden Kanal einzeln

Hat jemand von euch eine Idee was man da nehmen könnte oder ggf. eine Idee für einen komplett anderen Aufbau? (bin für kreative Schandtaten offen)

mfg Tobias
tm90
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Re: Netzteil für Ansteuerung von Glühkerzen

Beitrag von tm90 »

Moin,

das Netzteil Emparro von Murr Elektronik sollte da hilfreich sein:
https://www.murrelektronik.com/de/produ ... /emparror/


Es gibt auch noch Puffermodule, die auf Kondensatorbasis eine Leistungserhöhung für einen kurzen Zeitraum ermöglichen.
Da habe ich leider keine Erfahrung.
E-Jens
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Re: Netzteil für Ansteuerung von Glühkerzen

Beitrag von E-Jens »

Hallo,

Kärcher Heiswasser-Hochdruck-Reiniger zünden den eingespritzten Diesel mit einer Zündkerze. Der zugehörige Zündtrafo erzeugt einen permanenten Funken. Der Zündtrafo sitzt dicht an der Zündkerze und benötigt nur einen 230 V Anschluss. Einfacher geht es nicht.
Gruß Jens
Heinrich
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Re: Netzteil für Ansteuerung von Glühkerzen

Beitrag von Heinrich »

Hallo!

Wie wäre es damit:

https://www.camtec-netzteile.de/hseuireg10001

https://www.camtec-netzteile.de/hseureg07201

Muss man nur vorher prüfen ob die Stromverteilung, halbwegs, gleichmäßig ist, und ggf. die Glühkerzen erneuern.

hth
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Re: Netzteil für Ansteuerung von Glühkerzen

Beitrag von IH-Elektriker »

Efalos hat geschrieben: Montag 27. Juni 2022, 08:14 Bei den Maschinen handelt es sich um kleine Härteöfen mit brennbarer Prozessathmosphäre.
Die Glühkerzen dienen dabei zur Abfackelung von austretenden Prozessgasen.
Upps.... Kein Flammschleier und schon "hustet" der Ofen, sprich es wird ungemütlich. Daher wohl auch die Stromüberwachung um bei einem Ausfall der Flammschleierzündung den Ofen zu entgasen....

Sollte man bei allen Vorschlägen immer berücksichtigen (ich denke der Threadstarter wird das hoffentlich wissen) das es hier um eine Sicherheitsfunktion geht. Also irgendwelche "Basteleien" sind da Fehl am Platz, das muss schon sauber durchdacht sein.

Inwiefern da in den C-Normen für Wärmeprozessanlagen Vorgaben gemacht werden entzieht sich aktuell meiner Kenntnis, ggf. wäre es sinnvoll diese Normen mal daraufhin zu prüfen.
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Elektromann
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Re: Netzteil für Ansteuerung von Glühkerzen

Beitrag von Elektromann »

IH-Elektriker hat geschrieben: Dienstag 28. Juni 2022, 09:22
Efalos hat geschrieben: Montag 27. Juni 2022, 08:14 Bei den Maschinen handelt es sich um kleine Härteöfen mit brennbarer Prozessathmosphäre.
Die Glühkerzen dienen dabei zur Abfackelung von austretenden Prozessgasen.
Upps.... Kein Flammschleier und schon "hustet" der Ofen, sprich es wird ungemütlich. Daher wohl auch die Stromüberwachung um bei einem Ausfall der Flammschleierzündung den Ofen zu entgasen....

Sollte man bei allen Vorschlägen immer berücksichtigen (ich denke der Threadstarter wird das hoffentlich wissen) das es hier um eine Sicherheitsfunktion geht. Also irgendwelche "Basteleien" sind da Fehl am Platz, das muss schon sauber durchdacht sein.

Inwiefern da in den C-Normen für Wärmeprozessanlagen Vorgaben gemacht werden entzieht sich aktuell meiner Kenntnis, ggf. wäre es sinnvoll diese Normen mal daraufhin zu prüfen.
Wir machen Sicherheitssteuerungen (aus zugelassenen Baugruppen/Modulen) und Komplettlösungen für solche Öfen (u.a.) https://www.beuth.de/de/norm/din-en-746-1/120813337 wäre mal einen Blick wert, sonst ist es ein großer Unterschied ob wir über ATEX reden oder nicht. Beide Fälle sind möglich, wird das austretende Prozessgas über einen eigenen Kamin über Dach abgeleitet und sind die Mengen nicht "wesentlich" so kann das funktionieren. Sofern das nicht die "TA Luft" betrifft, insgesamt ist dann noch die Frage ob es eine "überwachungspflichtige Anlage" ist und so weiter...
Wenn es sich bei den Glühkerzen um eine "Sicherheitsfunktion" handelt, dann ist etwas Arbeit angesagt. Der erste Schritt wäre eine FMEA Analyse der Funktion, der Bauteile und der Ofenanlage. Also aktuell mache ich sowas für einen Deutschen Automobilbauer, ja das ist schon ein etwas größerer Ofen - der beschäftigt mich sicher auch einige Wochen (bis da ein Prüfsigel dran ist). bier4 Die elektrischen Abnahmeprüfungen sind dabei noch ganz gut beherrschbar. Nochmal: es kann sein, dass die Lösung mit den Glühkerzen funktioniert, manchmal sind solche Lösungen ja auch vorhanden und werden dann kopiert. Wenn da aber jemand Verantwortung dafür übernehmen muss! - dann evtl. doch noch mal nachdenken. Prozesstechnik ist aber ein wirklich, wirklich großes Thema, da gibt es niemanden der da aus dem Stand eine Antwort geben kann.
Zu den Anmerkungen von @IH-Elektriker bravo1 auch hier - wie in anderen Beiträgen merkt man den erfahrenen Praktiker! Die Lösung mit Flammenschleier od. Lämmflamme gibt es übrigens als geprüfte, zertifizierte Baugruppe zu kaufen...(inkl. Flammüberwachung usw).
Der Unterschied zwischen Theorie und Praxis, ist in der Theorie geringer als in der Praxis old-man1
Efalos
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Re: Netzteil für Ansteuerung von Glühkerzen

Beitrag von Efalos »

E-Jens hat geschrieben: Montag 27. Juni 2022, 20:08 Hallo,

Kärcher Heiswasser-Hochdruck-Reiniger zünden den eingespritzten Diesel mit einer Zündkerze. Der zugehörige Zündtrafo erzeugt einen permanenten Funken. Der Zündtrafo sitzt dicht an der Zündkerze und benötigt nur einen 230 V Anschluss. Einfacher geht es nicht.
Prinzipiell auch eine Idee, allerdings sind Zündkerzen schwierig zu überwachen.
Und dauerhaft die Zündkerzen laufen zu lassen führt aufgrund des Lichtbogens zu einer unschönen Lärmkulisse.
Ich kenne das von Mitbewerbern, Zündkerzen sind im Betrieb absolut nerftötend.
IH-Elektriker hat geschrieben: Dienstag 28. Juni 2022, 09:22 Upps.... Kein Flammschleier und schon "hustet" der Ofen, sprich es wird ungemütlich. Daher wohl auch die Stromüberwachung um bei einem Ausfall der Flammschleierzündung den Ofen zu entgasen....
Ein richtiger Flammschleier ist bei betreffenden Anlagentypen konstruktionsbendingt nicht notwendig.
Die Glühkerzen sitzen in einem 3-5cm durchmessenden "Schornstein", sind also absolut ausreichend.
Die Stromüberwachung dient in gegebenem Fall tatsächlich dazu die Prozessbegasung abzubrechen wenn die Glühkerzen abrauchen sollten.
IH-Elektriker hat geschrieben: Dienstag 28. Juni 2022, 09:22 Sollte man bei allen Vorschlägen immer berücksichtigen (ich denke der Threadstarter wird das hoffentlich wissen) das es hier um eine Sicherheitsfunktion geht. Also irgendwelche "Basteleien" sind da Fehl am Platz, das muss schon sauber durchdacht sein.
Und da kommt meine Arbeit ins Spiel.
Diese Schaltung gehört zur Kategorie "haben wir schon immer so gemacht & es funktioniert doch".
Grundlegend funktioniert die Schaltung zuverlässig & ist auch im Bezug auf funktionale Sicherheit nach DIN EN 13849 akzeptabel.
=> für die betreffende Funktion reden wir über ein PLr B, also nichts allzu wildes.
Ich arbeite daran solche Schaltungen zu überarbeiten, sowie mögliches Optimierungspotenzial auszuloten und mir ansonsten noch diverse Gedanken über altgediente "Basteleien" zu machen + das ganze sauber zu dokumentieren.
IH-Elektriker hat geschrieben: Dienstag 28. Juni 2022, 09:22 Inwiefern da in den C-Normen für Wärmeprozessanlagen Vorgaben gemacht werden entzieht sich aktuell meiner Kenntnis, ggf. wäre es sinnvoll diese Normen mal daraufhin zu prüfen.
Wie Elektromann korrekterweise erwähnt hat ist die DIN EN 746 die zugehörige C-Norm.
Hier wird nur eine entsprechende Abfackelung für brennbare Prozessgase gefordert, allerdings nicht ausgeführt wie diese technisch ausgeführt werden soll/muss.
Bei den Öfen reden wir konkret über Kleinanlagen mit 5-10 Litern Prozessgasvolumen, anteilig mit brennbaren Gasen, ohne Möglichkeit irgendwo Überdruck aufbauen zu können (Durchlauf-Härteöfen, die bestehen im Prinzip aus einem Rohr mit zwei offenen Enden).
Das schlimmste was passieren kann ist sich die Harre vom Handrücken zu brennen wenn mal etwas unplanmäßig zündet ¯\_(ツ)_/¯ (selbst schon versehentlich getestet)
Sollte eine Glühkerze mal unerkannt ausfallen, wird dies über eine externe Gaswarnanlage abgefangen.
=> PLr B nach Gefährungsbeurteilung nach DIN EN 13849 für die Glühkerzen
Elektromann hat geschrieben: Dienstag 28. Juni 2022, 16:33 Wir machen Sicherheitssteuerungen (aus zugelassenen Baugruppen/Modulen) und Komplettlösungen für solche Öfen (u.a.)
...
...
...
Nochmal: es kann sein, dass die Lösung mit den Glühkerzen funktioniert, manchmal sind solche Lösungen ja auch vorhanden und werden dann kopiert. Wenn da aber jemand Verantwortung dafür übernehmen muss! - dann evtl. doch noch mal nachdenken. Prozesstechnik ist aber ein wirklich, wirklich großes Thema, da gibt es niemanden der da aus dem Stand eine Antwort geben kann.
Zu den Anmerkungen von @IH-Elektriker bravo1 auch hier - wie in anderen Beiträgen merkt man den erfahrenen Praktiker! Die Lösung mit Flammenschleier od. Lämmflamme gibt es übrigens als geprüfte, zertifizierte Baugruppe zu kaufen...(inkl. Flammüberwachung usw).
Ich hatte auch schon überlegt beispielsweise eine Zündkerze mit Flammüberwachung per Ionisationsstromüberwachung zu ersetzen,
allerdings ist es recht schwierig Komponenten ohne das ganze Drumherum zu bekommen (Brennersteuerung, ect).
Wir verwenden beispielsweise KromSchröder BCU460 als Steuerungen für Gasbrenner, was allerding für diesen Anwendungsfall komplett overkill wäre.
Zudem ist eine direkte Flammüberwachung schwierig, da die abzufackelnden Gase meisten, aber eben nicht immer, brennbar sind.
Manche Kunden schalten nur für einzelne Produkte auf brennbare Zusammensetzungen um.
Aus Kostengründen besitzen die betreffenden Glaskolben-Durchflussmesser keine Mengenerfassung, lediglich eine konstruktiv begrenzte Maximalmenge.
=> kein Feedback an die SPS ob die Glühkerzen laufen müssen oder nicht, als laufen diese immer...
Heinrich hat geschrieben: Dienstag 28. Juni 2022, 07:40 Hallo!

Wie wäre es damit:

https://www.camtec-netzteile.de/hseuireg10001

https://www.camtec-netzteile.de/hseureg07201

Muss man nur vorher prüfen ob die Stromverteilung, halbwegs, gleichmäßig ist, und ggf. die Glühkerzen erneuern.

hth
Das sieht schonmal nach etwas aus an das ich gedacht haben dank1
Ich werde mich mal mit denen in Verbindung setzen & die Details abklopfen.
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Elt-Onkel
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Re: Netzteil für Ansteuerung von Glühkerzen

Beitrag von Elt-Onkel »

Hallo,

und wie wäre es mit einem Glühzünder von Viessmann ?

Den schließt man an 230 Volt an - fettich.


...
IH-Elektriker
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Re: Netzteil für Ansteuerung von Glühkerzen

Beitrag von IH-Elektriker »

Efalos hat geschrieben: Dienstag 28. Juni 2022, 22:17
Bei den Öfen reden wir konkret über Kleinanlagen mit 5-10 Litern Prozessgasvolumen, anteilig mit brennbaren Gasen, ohne Möglichkeit irgendwo Überdruck aufbauen zu können (Durchlauf-Härteöfen, die bestehen im Prinzip aus einem Rohr mit zwei offenen Enden).
Das schlimmste was passieren kann ist sich die Harre vom Handrücken zu brennen wenn mal etwas unplanmäßig zündet ¯\_(ツ)_/¯ (selbst schon versehentlich getestet)
Sollte eine Glühkerze mal unerkannt ausfallen, wird dies über eine externe Gaswarnanlage abgefangen.
=> PLr B nach Gefährungsbeurteilung nach DIN EN 13849 für die Glühkerzen
Okay, das ist dann schon eher überschaubar. Die Öfen welche ich normalerweise betreue sorgen auch gleich für die Öffnung im Hallendach zum Einbringen eines neuen Ofens wenn es knallt. :D

Die korrekte Norm ist übrigens die EN756-3, nur falls es interessiert....
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