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antriebstechnik 4/2022

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antriebstechnik 4/2022

UMRICHTERTECHNIK TITEL

UMRICHTERTECHNIK TITEL Aktuell ist die Antriebselektronik bei 80 Prozent aller Anwendungen im Schaltschrank untergebracht. Vor allem im Maschinenbau dominiert diese Steuerungsarchitektur. Branchen wie Intralogistik und Fördertechnik, Lebensmittelindustrie und Flughafentechnik setzen hingegen verstärkt auf dezentrale Konzepte mit motoraufgebauten oder motornahen Frequenzumrichtern – Tendenz steigend. Angesichts der zunehmenden Verbreitung dezentraler Strukturen kommt es darauf an, die Vorteile der Dezentralisierung zu verstehen. Andererseits müssen Anwender auch wissen, bei welchen Applikationen weiterhin nicht auf einen Schaltschrank verzichtet werden kann. Was zusätzlich in Bezug auf die Antriebstechnik zu beachten ist, wissen die Antriebsspezialisten des Komplettanbieters Nord Drivesystems. DEZENTRALE ANTRIEBE FÜR WEITLÄUFIG IM FELD VERTEILTE ANLAGEN Dezentrale Antriebstechnik hat vor allem bei weitläufigen Anlagen sowie in modularen und mobilen Systemen ihre Vorteile. Dabei werden die Antriebsaufgaben auf einzelne, intelligente Komponenten im Feld verteilt. Diese werden dort installiert, wo sie gebraucht werden – sprich auf oder nah am Motor. Durch das dezentrale Automatisierungskonzept wird der Schaltschrankbau kostengünstiger und unkomplizierter. Es müssen keine Wärmequellen im Schrank berücksichtigt werden, generell können kleinere Schaltschränke gewählt werden. Zudem sinken sowohl der Verdrahtungsaufwand als auch die Länge der Verkabelung im Anlagenfeld. Dort sind keine oder nur sehr kurze Kabel nötig, die dank ihrer EMV-Eigenschaften nicht zwingend geschirmt ausgeführt werden müssen. Weil die Frequenzumrichter direkt auf dem Motor oder in dessen unmittelbaren Nähe montiert werden, ist zudem eine motornahe Inbetriebnahme möglich. Dezentrale Antriebstechnik findet vorrangig im kleineren und mittleren Leistungsbereich Verwendung. Sie ermöglicht Anlagendesigns, die aus autarken Fertigungsinseln bestehen, die ihre Abläufe weitgehend selbst regeln. So wird die übergeordnete SCHALTSCHRANKGERÄTE UND DEZENTRALE LÖSUNGEN HABEN DIE GLEICHE PERFORMANCE UND DIESELBEN FUNKTIONEN Steuerung entlastet und die Anlagenkomplexität sinkt. Entsprechende Systeme sind leichter zu warten und arbeiten effizienter. Zugleich bieten modular aufgebaute Strukturen mehr Flexibilität. Denn Veränderungen sind jederzeit unkompliziert möglich. ANTRIEBSTECHNIK IM SCHALTSCHRANK Doch nicht alle Anwendungen erlauben es, die Antriebselektronik ins Feld zu verlagern. Insbesondere wenn es um große Leistungen und extreme Umweltbedingungen geht, bietet die räumliche Trennung von Motor und Steuerungstechnik nach wie vor Vorteile. So ist die empfindliche Elektronik im Schaltschrank sicher vor rauen Umgebungsbedingungen geschützt. Für Ex-Bereiche der Atex-Zone 22, in denen bei Normalbetrieb nicht damit zu rechnen ist, dass Stäube eine explosionsfähige Atmosphäre bilden, sind dezentrale Antriebssysteme zwar üblich, explosive Gase, Nebel und Dämpfe erfordern als Atex­ Zonen 0 bis 2 hingegen so hohe Schutzmaßnahmen, dass eine Dezentralisierung technisch zwar möglich, wirtschaftlich aber nicht sinnvoll ist. Sensible Bereiche wie die Prozessindustrie, die 01 03 Chemiebranche und Lackierereien nutzen daher meist einen Installationspunkt im Schaltschrank. Auch kann in manchen Applikationen die Notwendigkeit bestehen, zentral auf die Frequenzumrichter zugreifen zu können. ANWENDUNG BESTIMMT ANTRIEBSKONZEPT Anwendung, Installationsumgebung, Branche: Bei der Wahl des Antriebskonzepts spielen viele Faktoren eine Rolle. Doch nicht immer entscheiden allein die technischen Faktoren. In manchen Fällen werden mechanische und elektrische oder elektronische Antriebstechnik traditionell getrennt. Generell rückt jedoch der Systemgedanke zunehmend ins Bewusstsein der Anwender, sodass dezentrale Automatisierungskonzepte eindeutig auf dem Vormarsch sind. Wenn möglich, greifen Anwender immer häufiger zu dezentralen Lösungen. Vorreiter finden sich vor allem in Europa. Aber auch in den USA und in Asien ziehen viele Konstrukteure und Anlagenplaner nach. Als einer der weltweit führenden Komplettanbieter für mechanische und elektronische Antriebstechnik, geht Nord in puncto Antriebselektronik erfolgreich seinen eigenen Weg. Entgegen der gängigen Praxis nutzt der Antriebsspezialist aus Norddeutschland für Schaltschrankgeräte und dezentrale Lösungen das gleiche Plattformkonzept. Das Ergebnis: gleiche Performance und gleicher Funktionsumfang – unabhängig vom Installationsort. Das Portfolio umfasst Motorstarter, Frequenzumrichter und dezentrale Antriebselektronik bis 22 kW sowie für den Schaltschrank bis 160 kW. Verschiedene Leistungsklassen, Montagemöglichkeiten und Kommunikationsmodule erlauben die Integration in alle Steuerungsarchitekturen. 14 antriebstechnik 2022/04 www.antriebstechnik.de

TITEL UMRICHTERTECHNIK 02 zahlsituationen herausholen. Das Baukastenprinzip macht viele Erweiterungen und Optionen per Plug-and-Play zugänglich. Für Ex- und Hygiene-Umgebungen bietet Nord mit der Oberflächenveredelung nsd tupH sowie Atex 3D ebenfalls Lösungen. BEREIT FÜR PREDICTIVE MAINTENANCE Umrichter von Nord verfügen zudem über Condition-Monitoring-Lösungen für Predictive-Maintenance-Systeme und sind gut ausgestattet für den Einsatz in IIoT und Industrie 4.0. Die integrierte PLC kann Daten von Sensoren und Aktoren verarbeiten, Ablaufsteuerungen einleiten und mit anderen Komponenten kommunizieren. Durch die Erfassung der Antriebs- und Zustandsdaten lassen sich unzulässige Betriebszustände frühzeitig erkennen – und vermeiden. Indem die zustandsorientierte Instandhaltung anstelle der zeitbasierten Instandhaltung rückt, werden Maschinen- oder Anlagenstillstände planbar. Fotos: Nord Drivesystems www.nord.com 01 Der Feldverteiler Nordac Link ist eine komfortable Antriebslösung für die flexible, dezentrale Installation 02 Flexibel zu installieren, einfach zu warten: Mit seiner hohen Bandbreite an Leistungen, großem Funktionsumfang sowie seinem breiten Angebot an Zubehör ist der Nordac Flex der flexibelste Umrichter von Nord 03 Dank der besonders kompakten Bauform im Booksize-Format nimmt der Nordac Pro SK 500P nur wenig Platz im Schaltschrank ein SOWOHL ALS AUCH STATT ENTWEDER ODER DIE IDEE „Ob eine Installation im Schaltschrank oder dezentraler Einsatz im Feld: Die durchgehende Kompatibilität der Produktfamilie Nordac sorgt für vergleichbaren Funktionsumfang, einheitliche Bedienung und gemeinsame Optionen aller Nord-Frequenzumrichter. Die Geräte sind skalierbar in Funktion und Ausstattung, sodass sie sich flexibel an jede beliebige Applikation anpassen lassen. Dabei können sie zahlreiche Funktionen übernehmen und selbständig steuern. So versetzen sie den Getriebemotor in die Lage, zum Beispiel Hubwerksfunktionen, Positionieraufgaben, Ablaufsteuerungen, fliegende Sägen oder den Gleichlauf mit anderen Motoren sowie Servofunktionen auszuführen.“ Jörg Niermann, Bereichsleiter Marketing, Nord Drivesystems Group Dank dieses Plattformkonzepts ist Nord auch in der Lage, Schaltschrank und dezentrale Geräte kombiniert einzusetzen. Abfüllanlagen in der Getränkeindustrie sind für derartige Mischkonzepte ein gutes Beispiel. Dort, wo direkt mit dem Produkt gearbeitet wird und entsprechende Hygienestandards erfüllt werden müssen, empfiehlt sich möglicherweise eine Schaltschranklösung. Für die Förderbänder zwischen den einzelnen Stationen sind dagegen meist dezentrale Lösungen erste Wahl. Mit den Produkten von Nord gibt es hier keinerlei Unterschiede hinsichtlich Performance, Kommunikation, Bedienung und Parametrierung. Bei anderen Anbietern gibt es dagegen häufig Unterschiede in Ausstattung, Funktion und Performance zwischen dezentralen Umrichtern und solchen im Schaltschrank. Während Schaltschrankgeräte die volle Bandbreite an Funktionen bieten, handelt es sich bei dezentralen Umrichtern oft um einfachere, abgespeckte Varianten mit kleinerem Funktionsumfang. Nicht so bei Nord. Nordac-Frequenzumricher lassen sich unabhängig von der Platzierung schnell installieren, unkompliziert bedienen und sind mit allen marktüblichen Bussystemen und Steuerungen kompatibel. Nützliche Features wie die PLC-Funktionalität für antriebsnahe Funktionen, eine Energiesparfunktion für den Teillastbereich, die Positioniersteuerung Posicon, integrierte Bremschopper für den Vier-Quadranten-Betrieb sowie funktionale Sicherheit mit STO und SS1 versprechen dabei hohen Anwendungsnutzen. Die Umrichter performen open-loop oder closed-loop und sind für Asynchron- und Synchronmotoren ausgelegt. Ihre präzise Stromvektorregelung kann dabei das Optimum an Drehmoment in unterschiedlichsten Last- und Drehwww.antriebstechnik.de antriebstechnik 2022/04 15