antriebstechnik 10/2015

STEUERN UND

STEUERN UND AUTOMATISIEREN Alles aus einer Hand Frequenzumrichter optimieren Prozesse und Kosten bei Extrudern Giuseppe Savoca Statt sich wie bisher auf verschiedene Lieferanten für Steuerung, Sensorik und Umrichter zu verlassen, wählte der italienische Extruderhersteller Bausano & Figli S.p.a. für seine neuen Doppelschneckenextruder ein Komplettpaket mit Mess- und Regeltechnik aus einer Hand – auch Frequenzumrichter gehören dazu. Giuseppe Savoca ist Produktmanger Antriebstechnik bei der Gefran Deutschland GmbH in Seligenstadt In der kontinuierlichen Produktion von thermoplastischen Kunststoffen sind Extruder heute nicht mehr wegzudenken. Hier unterscheidet man zwischen Ein- und Doppelschneckenextrudern (gleich- und gegen läufig), welche an die jeweilige verfahrenstechnische Aufgabe ausgelegt werden. Extruder arbeiten bei Drücken von bis zu 700 bar und die Verfahrenstemperaturen liegen je nach Prozess bei bis zu 400 °C. Die Verfahrenseinheit, bestehend aus mehreren Zylindersegmenten, wird in der Regel beheizt und gekühlt ausgeführt. Mehr als zehn Regelstellen pro Verfahrenseinheit sind keine Seltenheit. Daher ist der mess- und regeltechnische Aufwand dieser Prozesse entsprechend groß. Schlüssige Komplettlösung Bausano & Figli S.p.a., ein Extruderhersteller mit mehr als 40-jähriger Tradition, verbaute in seinen Ein- und Doppelschneckenextrudern bislang mess- und regeltechnische Komponenten unterschiedlicher Hersteller. Dadurch ergaben sich gleich mehrere Probleme. „Die Fehlersuche war ziemlich kompliziert. Jeder der Lieferanten wies die Schuld von sich“, erklärt der zuständige Projektleiter bei Bausano. Zudem überstiegen die Kosten für die Gesamtlösung ein wettbewerbsfähiges Niveau. Bausano suchte daher nach einem Anbieter, der von Sensoren über Frequenzumrichter bis hin zur Prozesssteuerung alles aus einer Hand liefern konnte. Fündig wurde man bei Gefran. Der Hersteller von Antriebstechnik, Sensorik und Automation verfügt über jahrzehntelange Erfahrung im Bereich Kunststoffextrusion und -spritzguss. Er entwickelte für die neue Plus-Version der Bausano-Doppelschneckenextruder mit gegenläufigen Schnecken eine schlüssige Komplettlösung, deren Einzelkomponenten sämtlich den neuesten Maschinen- und Sicherheitsrichtlinien entsprechen. Dabei bilden die dezentrale und speziell für die Kunststoffverarbeitung optimierte E/A-Einheit Gilogik zusammen mit dem Bedienterminal GF-VEDO die Intelligenz des Extruders. Sie steuern und überwachen sämtliche im Prozess verbauten Aktoren und Sensoren, darunter Temperaturanzeiger und -regler, Halbleiterrelais für die Ansteuerung der Heizbänder, selbstüberwachende Massedrucksensoren für die Drucküberwachung im Extrusionsprozess und den Hauptantrieb, den Frequenzumrichter ADV200 für Leistungsbereiche bis 1 800 kW. Diese flexible Umrichterlösung kann in den verschiedensten Steuerungskonzepten verwendet werden. Im Extrusionsprozess kommt sie gleich an mehreren Stellen zum Einsatz. So bildet der ADV200 den Hauptantrieb von Synchron- und Asynchron- 62 antriebstechnik 10/2015

STEUERN UND AUTOMATISIEREN motoren mit kleinen bis großen Leistungen für Hydraulikaggregate, Materialhandling-Einrichtungen und auch für durch den Frequenzumrichter betriebene Materialmischer. Diese Motoren können mit ein und dem selben Umrichter wahlweise mit Geberrückführung oder geberlos betrieben werden. Der interne EMV Filter in allen Leistungsgrößen bis 1,8 MW sowie Netzdrosseln bis 160 kW sind bereits integriert und reduzieren den Verdrahtungsaufwand um ein Vielfaches. Unkomplizierte Inbetriebnahme Der modulare Frequenzumrichter verfügt zudem über eine standardmäßig eingebaute Sicherheitskarte (Safety Torque off), sowie Brems-Chopper, Keypad, Soft-SPS und zahlreiche Ein- und Ausgänge. Für die Verdrahtung stehen neben abziehbaren Klemmen für Steuersignale und Leistungsanschlüsse (bis 22 kW) auch Schirmungsauflagen zur Verfügung. Dazu zählt u. a. die 24-VDC-Versorgung, die bei Stromausfall sämtliche Überwachungsfunktionen sowie die Programmierung und das integrierte Feldbusnetzwerk aufrechterhält. Intelligente Tuning-Funktionen sorgen für optimale Drehzahl- und Stromregleranpassungen im Umrichter bei drehendem und stehendem Motor. Dies erleichtert die Inbetriebnahme des ADV200 wesentlich. Ein spezielles Wizard-Tool ermöglicht die intuitive Navigation und unkomplizierte Inbetriebnahme. Das Aufspielen der entsprechenden Parametersätze ist wahlweise über einen Knopfdruck am PC oder über das Keypad möglich. Auf diesem mobilen Bedienterminal lassen sich bis zu fünf Parametersätze speichern sowie jederzeit abrufen und auf den Umrichter laden. Je nachdem ob die Aufgaben für den ADV200 leicht oder komplex sind, stehen dem Anwender zwei Bedienmodi – Easy und Expert – zur Verfügung. Die Bedienung ist für alle Leistungsbereiche gleich. Eine mitgelieferte PC-Software erleichtert die Eingabe von Parametern und die Programmierung von Funktionen. Zusätzliche anpassbare Menüs, applikationsspezifische Software und eine spezielle Entwicklungsumgebung erweitern die Möglichkeiten der Maschinensteuerung zusätzlich. Wassergekühlter Frequenzumrichter Die offene Architektur der Frequenzumrichter bildet die Basis für individuelle Kundenlösungen. Die Derivate des ADV200 sind in den unterschiedlichsten Industrien einsetzbar. Die einzelnen Modelle der Serie sind dabei ab Werk bereits mit allen wichtigen Funktionen und Einrichtungen für eine flexible Maschinensteuerung ausgestattet. Dazu zählen unter anderem eine KTY-Temperaturauswertung sowie eine integrierte SPS. Damit empfiehlt sich der ADV200 für die Automatisierung kompletter Extrusions- oder Spritzgussanlagen inklusive „Up- und Downstream-Ausrüstung“. Speziell der neuentwickelte, wassergekühlte Frequenzumrichter der ADV200-Baureihe zielt auf diese Branche. Die sehr kompakte, universell einsetzbare und leichte Ausführung nutzt den Umstand, dass viele Extruder und Spritzgussanlagen bereits mit einer Wasserkühlung ausgestattet sind. Da Gefran über eine eigene Leiter plattenfertigung verfügt und ausschließlich europäische Bauteile verbaut, kann es den daraus resultierenden Qualitätsvorsprung mit einer verlängerten Garantiezeit von drei Jahren an den Markt weitergeben. „Für uns hat die neue Gesamtlösung von Gefran viele Vorteile“, betont der Bausano-Vertreter. „So konnten wir z. B. durch den Einsatz des ADV200 mit inte griertem EMV- Filtern und Netzdrosseln bis 160 kW den Verdrahtungsaufwand erheblich senken. Durch die Entscheidung für das Komplettpaket konnten wir unseren Prozess und gleichzeitig unsere Kostenstruktur deutlich optimieren“. www.gefran.de 01 Bausano stattet seine Extruder mit Frequenz umrichtern von Gefran aus 02 Der modulare Aufbau des ADV200 garantiert die Durchgängigkeit von Funktionalität und Bedienung für alle Leistungsbereiche von 0,75 bis 1 800 kW 03 Das programmierbare Automatisierungssystem Gilogik II mit SPS und dezentralen E/A-Baugruppen erlaubt vielfältige Konfigurationsmöglichkeiten antriebstechnik 10/2015 63