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Antriebstechnik Aus der Automatisierungspyramide ins Netzwerk

Redakteur: Ute Drescher |

In einem intelligenten Automatisierungsnetzwerk muss die Antriebstechnik vernetzt, autark und skalierbar sein. Das gelingt, wenn die Intelligenz in den Antrieb wandert.

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Maxon Motor GmbH
WITTENSTEIN alpha GmbH
Getriebebau Nord GmbH & Co. KG
Durch schrittweise Weiterentwicklung der dezentralen Antriebe ist der Feldverteiler Nordac Link/SK 250E entstanden, zugeschnitten auf Anwendungen in der Förder- und Handhabungstechnik.
Durch schrittweise Weiterentwicklung der dezentralen Antriebe ist der Feldverteiler Nordac Link/SK 250E entstanden, zugeschnitten auf Anwendungen in der Förder- und Handhabungstechnik.
(Bild: Nord)

Die bewährte Automatisierungspyramide der Vergangenheit erlebt eine Evolution: Sie wandelt sich zunehmend zum intelligenten Automatisierungsnetzwerk. Darin kommt der Antriebstechnik eine wichtige Rolle zu, da sie die ablaufenden Prozesse in Bewegung bringt. Für dieses Netzwerk muss intelligente Antriebstechnik drei Eigenschaften mitbringen: Sie muss vernetzt, autark und skalierbar sein. Nord Drivesystems will mit einem neuen, dezentralen Antriebskonzept einen Beitrag zu diesem Wandel leisten. Durch die Integration einer PLC in die Frequenzumrichter lassen sich applikationsspezifische antriebsnahe Funktionen effizient programmieren und wie alle anderen Funktionalitäten des Frequenzumrichters parametrieren.

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Antriebe sind heute integraler Bestandteil des Automatisierungsnetzwerkes. Sie protokollieren die Antriebs- und Anwendungsdaten fortlaufend und werten alle zur Verfügung stehenden Sensor- und Aktordaten aus. Die erhobenen Daten werden dann von der integrierten Umrichter-PLC lokal aufbereitet und ausgewertet. Der intelligente Antrieb kommuniziert relevante Daten an die Leitebene und an Komponenten im Netzwerk. Auf dieser Basis ist der intelligente Antrieb ohne übergeordnete Steuerung in der Lage, eigenständig und situationsgerecht in der Anlage zu agieren und eine Ablauf-, bzw. Bewegungssteuerung einzuleiten – zum Beispiel für eine Positionieranwendung.

Auch modulare Anlagendesigns mit autarken Fertigungsinseln sind möglich. Durch kontinuierliche Überwachung der Feldebene, die Verknüpfung von Kommunikation, Sensorik (Temperatur, Stromaufnahme), Prozessdaten (Drehmoment, Beschleunigung, Drehzahl) und den Vitalparametern des Antriebes ergibt sich eine höhere Flexibilität und Prozesssicherheit des Systems. Die automatische Zustandsbeurteilung wird möglich. So können ungeplante Stillstandzeiten signifikant verringert werden und eine zustandsorientierte Instandhaltung tritt an die Stelle der zeitbasierten Wartung. Dadurch reduzieren sich die Wartungs- und Instandhaltungskosten deutlich.

Feldverteiler agiert autark

Durch schrittweise Weiterentwicklung der dezentralen Antriebe aus dem Nord-Portfolio ist der Feldverteiler Nordac Link/SK 250E entstanden und wurde speziell für Zielanwendungen in der Förder- und Handhabungstechnik optimiert. Ausgehend von der Frequenzumrichterfamilie Nordac Flex/SK 200E für die direkte Montage auf dem Motor entstand eine Version für die motornahe Wandmontage, um auch bei schwer zugänglich eingebauten Getriebemotoren den einfachen Zugriff auf den Umrichter zu gewährleisten. Die Evolutionsschritte gaben den Ausschlag für die Entwicklung einer variablen Lösung für jede Anforderung.

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Der neue Feldverteiler Nordac Link/SK 250E bietet zunächst einfache Installation, Inbetriebnahme und Wartung und ist für Asynchron- und Synchronmotoren gleichermaßen geeignet. Ein Wartungsschalter und Wahlschalter für Hand- und Automatiksteuerung sowie Reversierbetrieb am Gerät unterstützen die Einrichtung der Maschine und die anschließende Wartung. Alle Anschlusskabel können vorkonfektioniert und werkzeugfrei an die Steckplätze angeschlossen werden. Der Netzanschluss lässt sich von Feldverteiler zu Feldverteiler durchschleifen. Über zwölf codierte M12-Steckplätze lassen sich unter anderem klassische Feldbusse, Ethernet-basierte Kommunikation, Geber, Sensoren, STO, 24VDC und digitale I/Os anschließen. Die kostenlose Parametriersoftware Nordcon und ein steckbares EEPROM für einfachen Parametertransfer vereinfachen die Konfiguration des Gerätes.

Entlastet übergeordnete Steuerungen

Der Nordac Link SK 250E bringt intelligente Antriebslösungen auf den Weg, denn er stellt flexible Funktionalität für alle Antriebsaufgaben inklusive Multi-Motoren-Betrieb, Positionieren oder Heben und Senken zur Verfügung. Die integrierte PLC ermöglicht viele Anwendungen bis hin zu autarken Funktionsbereichen, die die übergeordnete Anlagensteuerungen entlasten und eigene Ablaufsteuerungen in Gang setzen.

Mit Logidrive, der Antriebslösung für die Intralogistik, gibt es den Nordac Link SK 250E Frequenzumrichter als abgestimmtes Antriebssystem in Kombination mit einem zweistufigen Nordbloc.1 Kegelradgetriebe SK92x72.1 und einem besonders energieeffizienten Nord-IE4-Synchronmotor. Zusammen ergeben diese Einzelteile ein effizientes und überlastfähiges Antriebssystem mit der Systemwirkungsgradklasse IES2. Zur Verfügung steht ein Leistungsbereich von 0,55 bis 7,5 kW. Aufgrund des Modulbaukastens mit nur drei Grundbaugrößen ist es möglich, die Variantenvielfalt gering zu halten. Mit der Logidrive-Lösung wurden bereits mehrere Projekte erfolgreich mit Antrieben der Nordac Link-Familie ausgestattet, darunter Anlagen zur Gepäcksortierung, automatisierte Warenlager und Paketverteilzentren.

Leitet selbstständig Abhilfe ein

Die integrierte PLC des Nordac Link Frequenzumrichters ist für autarke Szenarien vorbereitet. Sie kann beispielsweise Sensoren und Aktoren einer Zellenradschleuse für die Zementvermahlung einbinden und antriebsnahe Funktionen ausführen. So stoppt sie die Schleuse, wenn sie eine Blockierung durch zu große Stücke oder zu viel Material diagnostiziert. Die PLC kann selbständig Abhilfemaßnahmen einleiten: Durch Umkehr der Antriebsrichtung versucht sie, die Blockierung wieder zu beheben. Führt dies nicht zum Erfolg, kann sie die Umleitung des Materialflusses auf eine andere Förderstrecke veranlassen und die Störung melden.

Das Potenzial der neuen Nord-Frequenzumrichter zeigt sich in einer Maschine zum Schneiden von Käse und Fleisch für die Convenience-Food-Industrie. Der Maschinenhersteller hat sich dafür entschieden, die Zentralsteuerung seiner Maschine durch die integrierte PLC des für den Antrieb zuständigen Nord-Frequenzumrichters zu ersetzen. Sie bindet zusätzlich zur Antriebssteuerung alle Sensoren und Aktoren der Anwendung ein und erspart weiteren Steuerungsaufwand.

Ganze Logistik- und Industrieanlagen lassen sich mit der aktuellen Nord-Antriebstechnik durch Cloud-Integration weltweit aus der Ferne überwachen und hinsichtlich Antriebsauslegung und Materialfluss optimieren. Die Antriebe übertragen dazu einfach alle Daten über ein Industrie-4.0-Gateway in eine cloudbasierte Datenbank. Über ein Remote-Terminal mit übersichtlicher grafischer Darstellung der Nord-Förderanlage und ihrer Betriebsdaten kann die Kontrolle und Betreuung der Anlage bis zum Einzelantrieb oder der Einzelanlage von jedem Ort mit Internetanschluss weltweit vorgenommen werden. Mit dem Konzept des Nordac Link ist die Antriebselektronik von Nord Drivesystems in jeder Hinsicht Industrie 4.0 ready. (ud)

Hannover Messe: Halle 15, Stand H31

(ID:45168469)

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