Zuwachs im Portfolio für aktives Energiemanagement

Mehr Intelligenz für den Zwischenkreis

Seit rund zwölf Jahren baut Firmengründer Michael Koch das Angebot für aktives Energiemanagement seines Unternehmens aus. Pünktlich zum 25. Jubiläum der Firma sollte die jüngste Baureihe alle Vorgängermodelle endgültig ablösen. Warum dieser Plan nicht ganz aufgeht, obwohl die neuen Geräte ihre Vorteile noch vielseitiger ausspielen können, verrät der Geschäftsführer im Gespräch mit dem SPS-MAGAZIN.
 Modulare PXT-Familie: Seit 2020 ist die zweite Gerätegeneration für aktives Energiemanagement von Koch verfügbar.
Modulare PXT-Familie: Seit 2020 ist die zweite Gerätegeneration für aktives Energiemanagement von Koch verfügbar. Bild: Michael Koch GmbH

Die Geschichte der Firma Koch begann mit einer Idee – der Idee für sichere Bremswiderstände auf PTC-Basis. Um diese in der Industrie zu etablieren, gründete Michael Koch, obgleich schon Inhaber einer Unternehmensberatung und einer Werbeagentur, zusammen mit seiner Frau Christine Lieber-Koch die Michael Koch GmbH – vor ziemlich genau 25 Jahren. Die Firma sollte die Endkonfektion und den Vertrieb der bei einem Partner produzierten Widerstände übernehmen. Seitdem ist das Geschäft mit den Bremswiderständen sehr stark gewachsen. Schließlich konnte Koch mit der sicheren Ausführung – ein Entzünden oder Explodieren der Widerstände ist ausgeschlossen – den Markt überzeugen. Mittlerweile deckt das Unternehmen einen breiten Leistungsbereich, ein vielseitiges Anwendungsspektrum und zahlreiche, teils kundenspezifische Bauformen ab.

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1bBild: Michael Koch GmbH

Energie recyceln statt verheizen

Doch allein mit den Bremswiderständen war der Geschäftsführer nicht glücklich. „Es musste sich doch mit der überschüssigen Antriebsenergie noch etwas anderes anfangen lassen, als sie zu verbrennen“, blickt Michael Koch zurück. In diesem Gedanken fußte letztlich die Geburtsstunde des Portfolios für aktives Energiemanagement, welches das Unternehmen heute anbietet. Diese Geräte nehmen überschüssige Antriebsenergie für einen kurzen Zeitraum auf und führen sie zyklisch in den Zwischenkreis zurück. Ursprünglich lag der Fokus darauf, Energiekosten zu sparen, bzw. die Effizienz einer Anwendung zu erhöhen. Über die Zeit wurde aber klar: Die Geräte können noch viel mehr. Sie schonen das Netz, halten den Zwischenkreis stabil, verhindern Lastspitzen, gleichen Leistungsausfälle aus und begrenzen aktiv die Stromaufnahme. Kurzum: Sie managen die Maschinenversorgung, erhöhen die Produktivität und sorgen für stabilere Prozesse.

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1cBild: Michael Koch GmbH

Fokus auf Modularisierung

2010 hat Koch mit dem DES (Dynamischer Energie Speicher) das erste Gerät für aktives Energiemanagement vorgestellt. Es folgten weitere Geschwister mit den Namen DEV, DEK, KED, KEV, KEK oder DSM. Im Jahr 2020 wurde dann unter der Bezeichnung PXT die zweite Generation gelauncht – mit neuen Funktionen, mehr Leistung und erstmals einem modularen Ansatz folgend:

– Das neue Kopfmodul PXT FX vereint Elektronik und Klimatisierung und lässt sich direkt um ein oder zwei Aluminium-Elektrolytkondensatoren erweitern. Es kann mit einem Speichervolumen von 2 oder 4kWh ausgestattet werden und lässt sich per Plug&Play mit allen handelsüblichen Frequenzumrichtern und Servoreglern kombinieren. Integrierte Sicherheits-Features schützen gegen Verpolung der Zwischenkreisanschlüsse, das Zuschalten geladener Speicher und Überlastung. Vier frontseitige LEDs versorgen den Anwender mit wichtigen Statusinformationen. Weiterhin bietet die PXT-Kopfstation eine externe 24V-Versorgung, Bootloading- und Reset-Möglichkeiten sowie sechs digitale I/Os. Ausgabefunktionen über ein USB-Modul und ein SD-Karten-Slot für das Aufspielen von Firmware-Updates runden die Funktionalität ab.

– Die EX-Module der PXT-Familie sind als passive Systemerweiterung standardmäßig mit ein bis drei Kondensatoren ausgestattet und können so 2, 4 oder 6kW speichern. Dafür werden sie einfach über Kabel und verpolungssichere Stecker mit der FX-Kopfstation verbunden. Die einzelnen Speichereinheiten sind intern abgesichert und zeigen ihren Ladezustand auch optisch per LED an. Integriert ist zudem ein sicherer Entladewiderstand, der bei Bedarf direkt und schnell hilft, das Gesamtsystem auf ein ungefährliches Spannungsniveau zu bringen.

– Das dritte Familienmitglied der Serie RX ist ebenfalls als Kopfstation konzipiert, aber von den herstellereigenen Kondensatormodulen entkoppelt. Damit ist der Anwender komplett frei in der Wahl der Speichermedien. Gut geeignet ist das Gerät für Speicher mit höherer Energiedichte, z.B. Doppelschichtkondensatoren oder Batterien. Es ist ausgelegt für eine Stromlastfähigkeit von 30A Dauer und 60A Spitze für rund eine Minute. In Verbindung mit der Speicherspannung bis 800VDC ist so eine Leistung von knapp 50kW realisierbar. Reicht diese Leistung für die Applikation nicht, lassen sich mehrere RX-Geräte (genauso wie FX-Module auch) parallel schalten. Applikationsbezogen können die aktiven Energiemanagementsysteme dann komplette Schaltschränke füllen.

Im Vergleich zu den Vorgängergeräten bietet die PXT-Familie deutlich mehr Rechenleistung – um die Qualität der Messungen zu erhöhen und interne Berechnungen zu beschleunigen. Berücksichtigt wurde aber auch ein anderer Trend auf dem Markt: „Es wird immer mehr Datenerfassung und Kommunikation verlangt“, betont Michael Koch. „Deswegen haben wir unsere PXT-Geräte ebenfalls in diese Richtung ausgelegt.“ Hinzu kommen auch neue Sicherheits-Features, moderne Überwachungselemente und Monitoring-Funktionen. „Dennoch ist es das große Ziel bei der Entwicklung gewesen, nach außen hin möglichst hohe Usability sicherzustellen – idealerweise gemäß dem Plug&Play-Ansatz“, führt Koch weiter aus. „Das ist uns gelungen. Obwohl das Innenleben, also Elektronik und Software deutlich komplexer geworden sind um den großen Funktionszuwachs zu ermöglichen.“

 Das MX-Modul wird einfach auf aktive PXT-Geräte aufgesteckt und bringt so mehr Intelligenz in die Anwendung.
Das MX-Modul wird einfach auf aktive PXT-Geräte aufgesteckt und bringt so mehr Intelligenz in die Anwendung. Bild: Michael Koch GmbH

Smartes Aufsteckmodul

Eine wichtige Rolle in dieser Hinsicht übernimmt das kompakte MX-Modul, das Koch erstmals auf der SPS-Messe im vergangenen November präsentieren wollte, die ja leider kurzfristig abgesagt wurde. Das Modul wird direkt auf ein aktives Gerät der PXT-Familie aufgesteckt und durch die interne Kommunikation automatisch erkannt. Dann übernimmt es quasi die Masterrolle im Verbund der PXT Geräte und bringt durch smarte Vorsteuerung mehr Intelligenz in die Anwendung. Ergänzend müssen nur noch die mitgelieferten Strommesssensoren angeschlossen und der Maximalwert für den Netzstrom eingegeben werden. Schon ist sichergestellt, dass die für Lastspitzen der Maschine erforderliche Energie aus dem aktiven Energiemanagementsystem und nicht aus dem Stromnetz kommt. Bis 100A reicht der Mess- und damit Regelbereich. Viele Anwendungen mit geringerem Effektivstromwert können auf diese Weise unter die Nennstromgrenzen der Sicherungen zum Stromnetz, z.B. von 63 oder 32A gebracht werden.

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