{"id":18959,"date":"2026-11-03T09:00:00","date_gmt":"2026-11-03T08:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/tps-elektronik.com\/?post_type=case_studies&#038;p=18959"},"modified":"2026-10-20T08:05:04","modified_gmt":"2026-10-20T06:05:04","slug":"how-to-protect-plc-controllers-and-industrial-pcs-from-voltage-dips-without-oversizing-plant-wide-ups-capacity-with-tps","status":"publish","type":"case_studies","link":"https:\/\/tps-elektronik.com\/ar\/case-studies\/how-to-protect-plc-controllers-and-industrial-pcs-from-voltage-dips-without-oversizing-plant-wide-ups-capacity-with-tps\/","title":{"rendered":"Wie lassen sich SPS-Steuerungen und Industrie-PCs vor Spannungseinbr\u00fcchen sch\u00fctzen, ohne die Kapazit\u00e4t der anlagenweiten USV-Anlagen \u00fcberdimensionieren zu m\u00fcssen \u2013 etwa durch den Einsatz von TPS?"},"content":{"rendered":"<article class=\"blog-post\" lang=\"de\"><header>\n<p>Systemintegratoren, Schaltschrankbauer und Beschaffungsteams in der Fabrikautomation verlieren selten Produktion, weil die SPS-Logik falsch ist. Sie verlieren sie, wenn ein kurzer Spannungseinbruch eine SPS zur\u00fccksetzt, ein Industrie-PC mitten im Prozess neu startet oder ein HMI w\u00e4hrend eines Schwei\u00dfzyklus ausf\u00e4llt \u2014 und das Angebot f\u00fcr eine werkweite USV, die alle Lasten abdecken w\u00fcrde, gr\u00f6\u00dfer zur\u00fcckkommt als die Linie, die sie sch\u00fctzen soll.<\/p>\n<p>Ein europ\u00e4ischer Maschinenbauer (Name unter NDA zur\u00fcckgehalten) stand genau vor diesem Zielkonflikt: St\u00f6rungsresets auf drei Produktionslinien, eine Netzversorgung mit wiederkehrenden Einbr\u00fcchen von 100\u2013300 ms und ein werkweites USV-Angebot, das einen neuen Batterieraum, zus\u00e4tzliche Stellfl\u00e4che und eine dem Problem unangemessene Kapitalbindung erfordert h\u00e4tte.<br \/>Die <a href=\"https:\/\/tps-elektronik.com\/services\/zusatzservices\/\">Zusatzservices<\/a> (uninterruptible power supply sale) von TPS Elektronik wurden genutzt, um die Last zu segmentieren, nur das Notwendige zu sch\u00fctzen und das Ergebnis auf der Linie zu validieren.<\/p>\n<p><a class=\"cta-primary\" href=\"https:\/\/tps-elektronik.com\/services\/zusatzservices\/\">Besprechen Sie Ihren Umfang zur Steuerstromkontinuit\u00e4t mit TPS \u2192<\/a><\/p>\n<\/header><nav class=\"toc\" aria-label=\"Inhaltsverzeichnis\">\n<h2 id=\"toc\">Inhaltsverzeichnis<\/h2>\n<ol>\n<li><a href=\"#kundenherausforderung\">Die Kundenherausforderung: Resets, Einbr\u00fcche und ein \u00fcberdimensioniertes USV-Angebot<\/a><\/li>\n<li><a href=\"#warum-ueberdimensionierung\">Warum werkweite USV-\u00dcberdimensionierung die falsche Antwort ist<\/a>\n<ol>\n<li><a href=\"#laufzeit-mismatch\">Laufzeit-Mismatch und Kosten pro gesch\u00fctztem Kilowatt<\/a><\/li>\n<li><a href=\"#single-point\">Das Single-Point-of-Failure-Problem<\/a><\/li>\n<\/ol>\n<\/li>\n<li><a href=\"#tps-ansatz\">Der TPS-Ansatz: segmentierte \u00dcberbr\u00fcckung statt werkweiter Pufferung<\/a>\n<ol>\n<li><a href=\"#lastkarte\">Schritt 1 \u2014 Lastkartierung und \u00dcberbr\u00fcckungsanforderungen<\/a><\/li>\n<li><a href=\"#schaltschrank-puffer\">Schritt 2 \u2014 24V-DC-Pufferung auf Schaltschrankebene und DC-Industrie-PC<\/a><\/li>\n<li><a href=\"#validierung\">Schritt 3 \u2014 Einbruchinjektion und Validierung<\/a><\/li>\n<\/ol>\n<\/li>\n<li><a href=\"#ergebnisse\">Messbare Ergebnisse und Kundennutzen<\/a><\/li>\n<li><a href=\"#faq\">FAQ<\/a><\/li>\n<\/ol>\n<\/nav>\n<section id=\"kundenherausforderung\">\n<h2>1. Die Kundenherausforderung: Resets, Einbr\u00fcche und ein \u00fcberdimensioniertes USV-Angebot<\/h2>\n<p>Der Kunde betrieb drei automatisierte Montagelinien an einem Netzanschluss, der mit einem Widerstandsschwei\u00dfbereich geteilt wurde. Spannungseinbr\u00fcche von 100\u2013300 ms traten mehrmals pro Woche auf, mit Tiefen von 55\u201365% des Nennwerts. Die SPS setzten zur\u00fcck, die Industrie-PCs starteten neu, die HMIs verloren die Kommunikation. Jedes Ereignis kostete zwischen 20 und 90 Minuten Produktionszeit plus Ausschuss.<\/p>\n<p>Der erste Vorschlag eines USV-Anbieters war ein werkweites System, dimensioniert f\u00fcr die gesamte Anlagenlast: Antriebe, Heizungen, F\u00f6rderer und Beleuchtung eingeschlossen. Das Angebot war technisch korrekt und kommerziell nicht tragf\u00e4hig. Es erforderte einen eigenen Batterieraum, einen verst\u00e4rkten Boden, zus\u00e4tzliche Bel\u00fcftung und eine Kapitalbindung, die ein Vielfaches der j\u00e4hrlichen Ausfallkosten betrug, die es verhindern sollte.<\/p>\n<p>Das Beschaffungsteam stellte eine andere Frage: Welche Lasten m\u00fcssen den Einbruch tats\u00e4chlich \u00fcberbr\u00fccken, und wie lange? Diese Frage rahmte das Projekt neu \u2014 von \u201egr\u00f6\u00dfere USV kaufen\u201c zu \u201e\u00dcberbr\u00fcckungsanforderung je Lastgruppe definieren\u201c. Genau diesen Umfang hat TPS geliefert.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-19054\" src=\"https:\/\/tps-elektronik.com\/wp-content\/uploads\/2026\/10\/PLC-Voltage-Dip-Protection-Control-Cabinet-Backup-1.jpg\" alt=\"PLC Voltage Dip Protection Control Cabinet Backup Schaltschrank-Backup zum Schutz von SPS-Steuerungen bei Spannungseinbr\u00fcchen\" width=\"1920\" height=\"1079\" \/><\/p>\n<\/section>\n<section id=\"warum-ueberdimensionierung\">\n<h2>2. Warum werkweite USV-\u00dcberdimensionierung die falsche Antwort ist<\/h2>\n<p>Eine werkweite USV ist die richtige Architektur, wenn der Prozess keine Unterbrechung toleriert und die Last homogen ist. In einem Maschinenbaubetrieb mit gemischten Lasten erzeugt sie meist drei vermeidbare Probleme.<\/p>\n<h3 id=\"laufzeit-mismatch\">2.1 Laufzeit-Mismatch und Kosten pro gesch\u00fctztem Kilowatt<\/h3>\n<p>SPS, Industrie-PC und Netzwerk-Switch m\u00fcssen einen 300-ms-Einbruch \u00fcberbr\u00fccken und im schlimmsten Fall einen kontrollierten Shutdown \u00fcber 2\u20135 Minuten abschlie\u00dfen. Antriebe und Heizungen brauchen das nicht \u2014 sie d\u00fcrfen abfallen und wieder anlaufen. Eine einzelne USV f\u00fcr die Summe aller Lasten zu dimensionieren bedeutet, f\u00fcr Batteriekapazit\u00e4t und Umrichterhardware zu zahlen, die Lasten sch\u00fctzt, die keinen Schutz ben\u00f6tigen.<\/p>\n<p>Die Kosten pro gesch\u00fctztem Kilowatt steigen daher mit der USV-Gr\u00f6\u00dfe stark an, w\u00e4hrend der Nutzen auf eine kleine Lastgruppe konzentriert bleibt. Die Segmentierung kehrt dieses Verh\u00e4ltnis um.<\/p>\n<h3 id=\"single-point\">2.2 Das Single-Point-of-Failure-Problem<\/h3>\n<p>Eine werkweite USV konzentriert die Kontinuit\u00e4t der gesamten Anlage in einem Asset. Ein Batteriestrangfehler, ein Bypass-Ereignis oder ein Wartungsfenster betrifft alle Linien gleichzeitig. Verteilte Pufferung auf Schaltschrankebene h\u00e4lt die Fehlerdom\u00e4nen klein: Der Ausfall eines Puffermoduls betrifft eine Linie, nicht das Werk.<\/p>\n<p>Dazu kommt ein praktisches Wartungsargument. 24V-DC-Puffermodule auf Schaltschrankebene werden von einem Instandhalter in Minuten getauscht. Eine werkweite USV-Batteriebank ist eine geplante Abschaltung.<\/p>\n<p><a class=\"cta-primary\" href=\"https:\/\/tps-elektronik.com\/services\/zusatzservices\/\">TPS-Zusatzservices erkunden \u2192<\/a><\/p>\n<\/section>\n<section id=\"tps-ansatz\">\n<h2>3. Der TPS-Ansatz: segmentierte \u00dcberbr\u00fcckung statt werkweiter Pufferung<\/h2>\n<p>TPS hat die Puffermodule nicht hergestellt. Der Umfang bestand darin, die Anforderung zu definieren, die Module zu spezifizieren und zu beschaffen, sie in die Schaltschr\u00e4nke zu integrieren und das Ergebnis gegen gemessene Einbruchprofile zu validieren. Diese Integrationsrolle ist der Kern der <a href=\"https:\/\/tps-elektronik.com\/ar\/umfassende-elektronische-design-dienstleistungen-komplettloesungen\/\">umfassenden elektronischen Design- und Integrationsservices<\/a> von TPS.<\/p>\n<h3 id=\"lastkarte\">3.1 Schritt 1 \u2014 Lastkartierung und \u00dcberbr\u00fcckungsanforderungen<\/h3>\n<p>Das erste Ergebnis war eine Lastkarte, keine Produktliste. Jede Last der drei Linien wurde in drei Gruppen eingeordnet:<\/p>\n<ul>\n<li><strong>Kritisch<\/strong>: SPS-CPU, Sicherheitssteuerung, Netzwerk-Switch. Anforderung: 300 ms \u00fcberbr\u00fccken und im Run-Zustand bleiben.<\/li>\n<li><strong>\u00dcberbr\u00fcckend mit kontrolliertem Shutdown<\/strong>: Industrie-PC und HMI. Anforderung: 300 ms \u00fcberbr\u00fccken, dann eine definierte Shutdown-Sequenz innerhalb von 3 Minuten ausf\u00fchren.<\/li>\n<li><strong>Nichtkritisch<\/strong>: Antriebe, Heizungen, F\u00f6rderer, Beleuchtung. Anforderung: keine. Abfallen und Wiederanlauf nach dem bestehenden Neustartverfahren der Linie zul\u00e4ssig.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Die Einordnung wurde mit Engineering und Betrieb des Kunden abgestimmt, weil sie definiert, was die Linie w\u00e4hrend eines Einbruchs tut und was nicht. Diese Abstimmung ist der Teil, der sp\u00e4teren Scope Creep verhindert.<\/p>\n<h3 id=\"schaltschrank-puffer\">3.2 Schritt 2 \u2014 24V-DC-Pufferung auf Schaltschrankebene und DC-Industrie-PC<\/h3>\n<p>F\u00fcr die kritische Gruppe integrierte TPS ein 24V-DC-Puffermodul in jeden Schaltschrank, dimensioniert aus der gemessenen SPS- und Netzwerklast plus der Hold-Up-Anforderung. Das Modul h\u00e4lt die 24V-Schiene w\u00e4hrend des Einbruchs aufrecht und schaltet nach der Erholung automatisch zur\u00fcck.<\/p>\n<p>F\u00fcr den Industrie-PC spezifizierte TPS ein Ger\u00e4t mit DC-Eingang statt eines AC-PCs hinter einer kleinen USV. Das entfernt eine Wandlungsstufe, reduziert den Platzbedarf im Schaltschrank und gibt der Shutdown-Software direkten Blick auf die DC-Schienenspannung. Die Shutdown-Sequenz des PCs wird \u00fcber den Statuskontakt des Puffermoduls ausgel\u00f6st, nicht \u00fcber eine separate USV-Schnittstelle.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-19049\" src=\"https:\/\/tps-elektronik.com\/wp-content\/uploads\/2026\/10\/Voltage-Sag-Ride-Through-UPS-PLC-Control-Bus-2.jpg\" alt=\"Voltage Sag Ride Through UPS PLC Control Bus Spannungseinbruch-\u00dcberbr\u00fcckung durch USV-SPS-Steuerbus\" width=\"1920\" height=\"1079\" \/><\/p>\n<p>In Schaltschr\u00e4nken, in denen bereits eine USV auf Schaltschrankebene installiert war, behielt TPS diese bei und reduzierte ihren Umfang auf die kritische Gruppe. Dadurch sank die erforderliche VA-Bemessung, und das vorhandene Ger\u00e4t konnte weiterverwendet werden, statt ersetzt zu werden.<\/p>\n<h3 id=\"validierung\">3.3 Schritt 3 \u2014 Einbruchinjektion und Validierung<\/h3>\n<p>Die Validierung nutzte eine programmierbare AC-Quelle, um Einbruchprofile entsprechend den gemessenen Netzereignissen zu injizieren: 60% Restspannung f\u00fcr 200 ms, 55% f\u00fcr 300 ms und eine 0%-Unterbrechung f\u00fcr 20 ms. Die SPS wurde auf Run-Zustand, der IPC auf Neustart-Ereignisse und das HMI auf Kommunikationsverlust \u00fcberwacht.<\/p>\n<p>Der Test deckte auch den Erholungs\u00fcbergang ab: Das Puffermodul muss ohne einen zweiten Reset in den Normalbetrieb zur\u00fcckkehren, und die IPC-Shutdown-Sequenz darf nicht bei einem Einbruch ausl\u00f6sen, den die SPS erfolgreich \u00fcberbr\u00fcckt hat. Beide Verhalten wurden verifiziert und in einem Testbericht dokumentiert, den der Kunde der technischen Akte der Linie beigef\u00fcgt hat.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-19044\" src=\"https:\/\/tps-elektronik.com\/wp-content\/uploads\/2026\/10\/Factory-Control-UPS-Sizing-Load-Segmentation-Map-3.jpg\" alt=\"Factory Control UPS Sizing Load Segmentation Map \u00dcbersichtsplan zur Lastsegmentierung und Dimensionierung der USV-Anlage in der Fabrik\" width=\"1920\" height=\"1079\" \/><\/p>\n<p><a class=\"cta-primary\" href=\"https:\/\/tps-elektronik.com\/services\/zusatzservices\/\">\u00dcberpr\u00fcfung des \u00dcberbr\u00fcckungsumfangs anfordern \u2192<\/a><\/p>\n<\/section>\n<section id=\"ergebnisse\">\n<h2>4. Messbare Ergebnisse und Kundennutzen<\/h2>\n<p>Der segmentierte Ansatz lieferte das Kontinuit\u00e4tsergebnis ohne die werkweite USV. Gemessene Ergebnisse auf den drei Linien:<\/p>\n<ul>\n<li><strong>SPS-Resets w\u00e4hrend Einbr\u00fcchen<\/strong>: reduziert von mehreren pro Woche auf null \u00fcber einen Beobachtungszeitraum von sechs Monaten mit \u00fcber 40 dokumentierten Einbruchereignissen.<\/li>\n<li><strong>Industrie-PC-Neustarts<\/strong>: eliminiert; der IPC f\u00fchrt jetzt einen kontrollierten Shutdown aus, wenn der Einbruch das \u00dcberbr\u00fcckungsfenster \u00fcberschreitet.<\/li>\n<li><strong>Gesch\u00fctzte Last<\/strong>: reduziert von der gesamten Anlagenlast auf die kritischen und \u00fcberbr\u00fcckenden Gruppen \u2014 ein Bruchteil der urspr\u00fcnglichen werkweiten USV-Bemessung.<\/li>\n<li><strong>Kapitalkosten<\/strong>: Der Umfang auf Schaltschrankebene vermied Batterieraum, Bodenverst\u00e4rkung und \u00fcberdimensionierte Umrichterhardware des werkweiten Vorschlags.<\/li>\n<li><strong>Wartung<\/strong>: Puffermodule werden auf Schaltschrankebene getauscht, ohne geplante Anlagenabschaltung.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Der Kunde hat die Lastkartenmethode anschlie\u00dfend auf zwei weitere Linien angewendet. Lastkarte und Validierungsbericht wurden zu den Standarddokumenten f\u00fcr neue Linienspezifikationen \u2014 das ist das Ergebnis, das f\u00fcr die Beschaffung z\u00e4hlt: ein wiederholbarer Umfang, keine Einzelfalll\u00f6sung.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-19039\" src=\"https:\/\/tps-elektronik.com\/wp-content\/uploads\/2026\/10\/Industrial-UPS-for-PLC-Integration-RFQ-TPS-4-1.jpg\" alt=\"Industrial UPS for PLC Integration RFQ TPS Anfrage f\u00fcr industrielle USV-Anlagen zur SPS-Integration (TPS)\" width=\"1920\" height=\"1079\" \/><\/p>\n<p>Verwandte TPS-Zusatzservices im Projekt waren die <a href=\"https:\/\/tps-elektronik.com\/ar\/wareneingangspruefung-produktionslinien-effizienz\/\">Wareneingangspr\u00fcfung f\u00fcr Produktionslinieneffizienz<\/a> und das <a href=\"https:\/\/tps-elektronik.com\/ar\/bestandsmanagement-elektronik-komponentenlager\/\">Bestandsmanagement f\u00fcr Elektronikkomponenten<\/a>, die den Bestand an Puffermodulen und IPCs mit dem Linienbauplan abgestimmt hielten.<\/p>\n<\/section>\n<section id=\"faq\">\n<h2>5. FAQ<\/h2>\n<div>\n<h3>Brauche ich eine werkweite USV, um SPS vor Spannungseinbr\u00fcchen zu sch\u00fctzen?<\/h3>\n<div>\n<div>In der Regel nicht. Die meisten SPS-Resets bei kurzen Einbr\u00fcchen lassen sich verhindern, indem die kritischen Steuerungslasten \u2014 SPS, Sicherheitssteuerung, Netzwerk-Switch und Industrie-PC \u2014 mit Pufferung auf Schaltschrankebene gesch\u00fctzt werden, dimensioniert nach dem gemessenen Einbruchprofil. Eine werkweite USV ist gerechtfertigt, wenn der Prozess keine Unterbrechung toleriert und die Last homogen ist.<\/div>\n<\/div>\n<h3>Wie lange muss eine SPS einen Spannungseinbruch \u00fcberbr\u00fccken?<\/h3>\n<div>\n<div>Die Anforderung ergibt sich aus dem gemessenen Einbruchprofil an den Schaltschrankklemmen, nicht aus einem Standardwert. F\u00fcr den Kunden in diesem Fall deckten 300 ms die dokumentierten Ereignisse ab. Die \u00dcberbr\u00fcckungsf\u00e4higkeit der SPS selbst sollte gegen die anzuwendende Norm gepr\u00fcft werden, etwa IEC 61131-2 und IEC 61000-4-11; die entscheidende Eingangsgr\u00f6\u00dfe ist jedoch die Messung vor Ort.<\/div>\n<\/div>\n<h3>Ist ein Industrie-PC mit DC-Eingang besser als ein AC-PC hinter einer kleinen USV?<\/h3>\n<div>\n<div>Ein DC-PC entfernt eine AC-DC-Wandlungsstufe, reduziert den Platzbedarf im Schaltschrank und gibt der Shutdown-Software direkten Blick auf die DC-Schiene. Zudem vereinfacht er die Schnittstelle zu einem 24V-DC-Puffermodul. Ein AC-PC hinter einer kleinen USV bleibt sinnvoll, wenn der vorhandene PC nicht ge\u00e4ndert werden kann; TPS reduziert dann die USV auf die kritische Last.<\/div>\n<\/div>\n<h3>Stellt TPS die USV oder die Puffermodule her?<\/h3>\n<div>\n<div>Nein. TPS spezifiziert, beschafft, integriert und validiert die Puffermodule und DC-Industrie-PCs als Teil des Schaltschrankumfangs. Das ist eine Integrationsdienstleistung, keine Produktherstellungsaussage. Details finden Sie auf der <a href=\"https:\/\/tps-elektronik.com\/services\/zusatzservices\/\">Seite f\u00fcr Zusatzservices<\/a>.<\/div>\n<\/div>\n<h3>Wie wird das \u00dcberbr\u00fcckungsergebnis validiert?<\/h3>\n<div>\n<div>Mit einer programmierbaren AC-Quelle, die Einbruchprofile entsprechend den dokumentierten Ereignissen vor Ort injiziert \u2014 zum Beispiel 60% Restspannung f\u00fcr 200 ms und 55% f\u00fcr 300 ms. SPS-Run-Zustand, IPC-Neustarts, HMI-Kommunikation und der Erholungs\u00fcbergang werden \u00fcberwacht und in einem Testbericht dokumentiert.<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n<footer style=\"background: #2d5797; padding: 30px; border-radius: 14px; margin-top: 40px;\">\n<p style=\"color: #ffffff; font-size: 16px; line-height: 1.6; margin: 0;\"><strong>Bereit, Ihre Steuerungslasten zu sch\u00fctzen, ohne die werkweite USV-Kapazit\u00e4t zu \u00fcberdimensionieren?<\/strong><br \/>Kontaktieren Sie TPS Elektronik f\u00fcr Lastkartierung, 24V-DC-Pufferintegration auf Schaltschrankebene, Spezifikation von DC-Industrie-PCs und Einbruchinjektions-Validierung \u2014 von der Prototypenlinie bis zum Serienrollout.<br \/><a style=\"color: #ffffff; font-weight: 600; text-decoration: underline;\" href=\"https:\/\/tps-elektronik.com\/services\/zusatzservices\/\">Ihre \u00dcberbr\u00fcckungsbewertung anfordern \u2192<\/a><\/p>\n<\/footer><\/article>\n\n<style id=\"wpforms-css-vars-4336-block-65d593bb-5952-4eb5-83db-a352b807f8e4\">\n\t\t\t\t#wpforms-4336.wpforms-block-65d593bb-5952-4eb5-83db-a352b807f8e4 {\n\t\t\t\t--wpforms-field-size-input-height: 43px;\n--wpforms-field-size-input-spacing: 15px;\n--wpforms-field-size-font-size: 16px;\n--wpforms-field-size-line-height: 19px;\n--wpforms-field-size-padding-h: 14px;\n--wpforms-field-size-checkbox-size: 16px;\n--wpforms-field-size-sublabel-spacing: 5px;\n--wpforms-field-size-icon-size: 1;\n--wpforms-label-size-font-size: 16px;\n--wpforms-label-size-line-height: 19px;\n--wpforms-label-size-sublabel-font-size: 14px;\n--wpforms-label-size-sublabel-line-height: 17px;\n--wpforms-button-size-font-size: 17px;\n--wpforms-button-size-height: 41px;\n--wpforms-button-size-padding-h: 15px;\n--wpforms-button-size-margin-top: 10px;\n\t\t\t}\n\t\t\t<\/style><div class=\"wpforms-container wpforms-container-full wpforms-block wpforms-block-65d593bb-5952-4eb5-83db-a352b807f8e4 wpforms-render-modern\" 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