antriebstechnik 11/2015

ANTRIEBE 4.0 I

ANTRIEBE 4.0 I NACHGEFRAGT Wie sieht der Antrieb 4.0 aus? Wichtiger Bestandteil bzw. Voraussetzung für Industrie 4.0 in der Antriebstechnik: Die Auswertung und Zusammenführung von Daten aus dem Motor sowie Reaktionen darauf in übergeordnete Steuer- und Leitsystem oder im Antrieb selbst. Wie passt Danfoss bzw. seine Frequenzumrichter in dieses Themenspektrum? Danfoss Umrichter stellen bereits sehr lange relevante Informationen zur Verfügung die Rückschlüsse auf den Prozess ermöglichen. Grundlage ist die Kenntnis des Motorstroms, der die aktuellen Lastverhältnisse des Antriebs widerspiegelt. Die Qualität dieser Daten ermöglichen beispielsweise auch eine geberlose Positionierung, wie sie mit IMC (Integrated Motion Control) nun auf der SPS/IPC/Drives präsentiert wird. Direkte Maßnahmen führt der Umrichter bei Bedarf auch selber aus. Kritische Zustände wie z. B. Über-/Unterspannungen oder kleine Spannungseinbrüche im Netz erkennt er auto matisch. Die Auswertung der verfügbaren internen Daten aber auch externer Sensorsignale erfolgt im Umrichter kann aber auch über Feldbusse zur Verfügung gestellt werden. Mein Fazit: Industrie 4.0-Prozesse können durch die vorhandene Infrastruktur – zumindest mit Danfoss-Produkten – bereits heute angegangen werden. Michael Burghardt, Direktor Produktmanagement, Danfoss Drives Im Rahmen von Industrie 4.0 wird der Antrieb über offene Schnittstellen sowohl der horizontalen als auch vertikalen Vernetzung eingebunden werden können. Bauer Gear Motor verfolgt bei den Getriebemotoren den Ansatz, die notwendige Elektronik zukünftig möglichst dezentral in den Antrieb zu integrieren, um alle notwendigen Daten sicher zur Verfügung stellen zu können. Da die heutigen dezentralen Umrichterlösungen meist relativ aufwendig sind aufgrund der notwendigen Eingangsfilter und auch viel Platz benötigen, müssen die Spannungsversorgungskonzepte für Elektromotoren geändert werden. Deshalb hat Bauer Gear Motor die Einführung einer alternativen Gleichspannungsversorgung initiiert. Die Nutzung einer zentralen Gleichspannungsversorgung wird es uns ermöglichen, den Frequenzumrichter kompakter und kostengünstiger her zustellen. Somit wird es durch die Integration des Umrichters in den Getriebemotor machbar, eine mechatronische Einheit herzustellen. Dies schafft die Voraussetzung, dass der Elektronikmotor ein Standardmotor werden kann. Die zukünftige Schnittstelle wird nicht mehr das traditionelle Motorklemmbrett sein, sondern eine Gleichspannungseinspeisung kombiniert mit einer standardisierten Dateninterface zur Einbindung in das Industrie 4.0-Netzwerk. Ob der Motor zukünftig in Asynchron- oder Synchron-Permanentmagnet-Technologie arbeitet, wird den Anwender nicht mehr interessieren, da die 4.0-Schnittstelle technologieunabhängig definiert ist. Somit kann z. B. sehr einfach eine Vielzahl von Sensorsignalen zur Verfügung gestellt werden, um den Zustand des Antriebs beurteilen zu können. Alle notwendigen Daten, wie diese auch in der Verwaltungsschale (Referenzarchitekturmodell RAMI 4.0) definiert sind, können abgerufen werden. Karl-Peter Simon, Managing Director and President, Bauer Gear Motor GmbH 122 antriebstechnik 11/2015

NACHGEFRAGT I ANTRIEBE 4.0 Die Zielsetzungen von Industrie 4.0 werden auch die Antriebstechnik kurz- und mittelfristig maßgeblich beeinflussen. Die Evolution der Antriebstechnologien wird den verstärkten Einsatz von Elektronik (Frequenzumrichter, Motion Control) und die weitere Integration der mechanischen Komponenten (Motor und Getriebe) mit Antriebselektronik zu mechatronischen Systemen bringen. Die Einbindung der Antriebskomponenten in die zukünftigen Netzwerktopologien stellt eine zentrale Rolle bei der Weiterentwicklung der Antriebstechnik dar. Über intelligente Antriebe (Getriebemotor und Antriebselektronik) können Produktionsprozesse und Logistikabläufe in der Smart Factory bedarfsorientiert und flexibel gesteuert werden. Die Steigerung der Energieeffizienz und die Bereitstellung von Betriebsdaten der Antriebssysteme bilden weitere Funktionalitäten der künftigen Antriebstechnologien. Die Betriebsdaten der Antriebssysteme werden die Anforderungen bezüglich Condition Monitoring, aber auch zur kontinuierlichen Prozessoptimierung und -kontrolle erfüllen. Interpretation und Auswertung dieser Daten über entsprechende Softwaretools stellen einen entscheidenden Vorteil für die Anwender dar. Dipl.-Ing. (FH) Claus Wieder, Leiter Marktmanagement, SEW-Eurodrive GmbH Die mit Industrie 4.0 wachsenden Anforderungen an Flexibilität, Dynamik und Ressourceneffizienz in der Produktion haben auch für die Antriebstechnik Konsequenzen. Gefragt sind transparente, offene und dynamisch anpassbare Systeme, die sich zum einen in autonome Einheiten (Cyber-Physikalische Systeme, CPS) integrieren lassen und zum anderen eine nahtlose Kommunikation über alle Produktionsebenen – Planung, Steuerung, Prozessebene – erlauben. Die Verschmelzung von IT und Prozessebene durch IoT erfordert dabei die Generierung und Verarbeitung größerer Datenmengen bei gleichzeitiger Gewährleistung hoher Echtzeitanforderungen. Die Herausforderung für die Hersteller besteht darin, diese höhere geräteinterne Komplexität so umzusetzen, dass sich sehr viele hochwertige Funktionen sehr einfach nutzen lassen, um bspw. selbst bei schnell wechselnden Anforderungen kurze Setup-Zeiten zu gewährleisten. Nicht zuletzt entscheidet auch in der Industrie 4.0 die mechatronische Qualität über die Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit der eingesetzten Antriebstechnik. Tobias Unger, General Manager European Technology Center (ETC), Drives & Motion Division, Yaskawa Europe GmbH Nord-Antriebe erfüllen Industrie 4.0-Anforderungen, denn sie sind vernetzt, autark und skalierbar. Unsere Frequenzumrichter, ausgestattet mit leistungsfähigen Prozessoren, umfangreichen Schnittstellen und Funktionen sowie einer integrierten PLC, können bei Bedarf unabhängig von der Anlagensteuerung einfache und komplexe Anwendungen koordinieren. Sie verarbeiten die Daten angeschlossener Sensoren und Aktoren, leiten gegebenenfalls direkt eine Ablaufsteuerung ein und übermitteln Antriebs- und Anwendungs daten in hoher Qualität an den Leitstand sowie an andere vernetzte Komponenten. Sie können viele Prozessstörungen selbstständig, ohne einen externen Eingriff, beheben. Als erfahrener Komplettanbieter von Antriebstechnik unterstützen wir Maschinen- und Anlagenbauer mit passend projektierten und parametrierten Lösungen für Industrie 4.0-Fabriken, modulare Anlagendesigns und autarke Fertigungsinseln. Deshalb nennen wir unsere geregelten Getriebemotoren Nord 4.0 Ready. Dr. Omar Sadi, Geschäftsführer Technik, Nord Drivesystems Können ist in Europa und besonders in Deutschland durch Wissen um die Kombinationsmöglichkeiten von Praxis und Theorie geprägt. Die sich aus Hardware und Software zusammensetzende reale und virtuelle Welt der cyberphysischen Systeme fordert auch die Schöpfung digitaler Richtmodelle, mit denen im virtuellen Raum experimentiert werden kann. Die zunehmende elektronische Vernetzung der benötigten Komponenten ergibt dabei die genauere Kontrolle und die damit einhergehende schnellere und qualitativ hochwertigere Fertigungsmöglichkeit und Automatisierung, wodurch Material und Zeit gespart werden können. Bei geringerem Ressourceneinsatz kann somit die Wertschöpfung vergrößert werden. Die Programmierung unserer Software von Drehzahlregelgeräten verhindert so Maschinenausfälle und reduziert Wartungsabläufe. Funkfernsteuerungen über Internet oder Steuern über Smartphone-Apps sind bereits heute bei uns Realität, wodurch bei uns auch zukünftig Antriebe 4.0 und Smart Service intelligent miteinander verbunden werden. Dr.-Ing. Karl-Heinz Kemmerich, Geschäftsführer, Kemmerich Elektromotoren GmbH antriebstechnik 11/2015 123