Definition und Zweck:
Eine USV (Unterbrechungsfreie Stromversorgung, engl. Uninterruptible Power Supply – UPS) ist ein elektrisches Gerät, das kritische Verbraucher (z.B. SPSen, Industrie-PCs, Kommunikationsgeräte) bei einem Ausfall der primären Stromversorgung (Netzspannung) für eine bestimmte Zeit weiterhin mit elektrischer Energie versorgt. Sie dient als Notstromversorgung.
Das Hauptziel einer USV ist es, die Verfügbarkeit von Systemen und Prozessen zu maximieren und einen kontrollierten Shutdown von Geräten bei längerem Stromausfall zu ermöglichen, um Datenverlust, Beschädigung von Hardware oder Systemabstürze zu verhindern.
Funktionsweise und Typen:
Eine USV besteht typischerweise aus:
- Gleichrichter: Wandelt Wechselstrom in Gleichstrom um, um die Batterie zu laden.
- Batterie/Akkumulator: Speichert elektrische Energie (oft Blei-Säure-Batterien oder Lithium-Ionen-Akkus).
- Wechselrichter: Wandelt Gleichstrom der Batterie bei Netzausfall wieder in Wechselstrom um.
Man unterscheidet verschiedene USV-Typen nach ihrer Funktionsweise (z.B. Offline-USV, Line-Interactive-USV, Online-USV), die sich in ihrer Schutzwirkung und ihren Umschaltzeiten unterscheiden.
Relevanz in der Automatisierungstechnik:
USV-Systeme sind unverzichtbar für die Sicherstellung der Betriebskontinuität kritischer Automatisierungssysteme:
- SPS und Controller: Gewährleistung einer konstanten Stromversorgung, damit die Steuerung weiterläuft oder einen kontrollierten Stopp durchführen kann.
- Industrie-PCs und Server: Schutz vor Datenverlust oder Beschädigung bei Stromausfall.
- Kommunikationsgeräte: Aufrechterhaltung der Netzwerkkommunikation.
- Sicherheitsfunktionen: Für den Fall, dass Sicherheitsfunktionen auch bei Stromausfall verfügbar bleiben müssen.
- Langzeit-Speicher: Sicherstellung, dass Daten (z.B. in Datenbanken) korrekt gespeichert werden können.
- Reduzierung von Stillstandszeiten: Vermeidung von teuren Produktionsunterbrechungen.
- Schutz vor Spannungsschwankungen: Einige USV-Typen schützen auch vor Spannungseinbrüchen oder -spitzen.
Anwendungsbereiche:
USV-Systeme finden breite Anwendung in:
- Schaltschränken für kritische Maschinen.
- Rechenzentren und Serverräumen.
- Kritischen Infrastrukturen (Energie, Wasser, Transport).
- Prozessanlagen.
- Industrie-PCs in rauen Umgebungen.
→ Siehe auch: Spannungsversorgung, Verfügbarkeit, Stillstandszeit, SITOP, Batteriemanagementsystem (BMS)
