Automatisierung

Green Machines – Neue Chancen für mehr Energieeffizienz

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Neben dem Einsatz von Motoren mit höherer Effizienz kann auch mit Frequenzumrichtern der Energieverbrauch reduziert werden. Bei Kaskadenschaltungen empfiehlt es sich, möglichst kleine Motoren zu verwenden und diese dem jeweiligen Bedarf anzupassen. Dies kann durch den Einsatz von Servomotoren oder Sychronmotoren geschehen. Synchronmotoren bieten auf Grund ihres höheren Wirkungsgrades Energieeinsparungen von bis zu 10 Prozent im Vergleich mit dem Standard-Asynchronmotor in Kombination mit einem geeigneten Frequenzumrichter.

Weiterhin kann die Energieeinsparung durch verstellbare Antriebe bis zu 50 Prozent betragen. Bei allen Anwendungen, die wiederholte Startvorgänge erfordern, verringert ein sequentielles Starten den Anlaufstrom und vermeidet damit Verluste und Belastungsspitzen, die Energieversorger in manchen Ländern mit Gebühren ahnden. Einige Anwendungen wie Hebevorrichtungen und Lifte profitieren von erneuerbaren Antrieben und Bauteilen.

Indes sprechen ökonomische und ökologische Aspekte für den verstärkten Einsatz mechatronischer Maschinenkonstruktionen. Sie führen oft zu den geringsten Gesamtkosten, und mit diesem Ansatz lassen sich sehr energieeffiziente und zuverlässige Maschinen bauen. Vorteilhaft für den Endverbraucher sind insbesondere eine höhere Produktivität dieser Maschinen, ihr geringerer Ausschuss, die flexiblere Produktion, die höhere Kompaktheit der Maschinen und der reduzierte Energieverbrauch.

Neben der Konstruktionsoptimierung können auch durch verbesserte Verfahren, Optimierung des Steuerungssystems und durch die Programmierung der Anwendung Energieeinsparungen erzielt werden. Automatisierung, beispielsweise mithilfe neuer Algorithmen, bietet in diesem Zusammenhang zahlreiche neue Möglichkeiten.

Auslastung von Maschinen ist nicht optimal

Studien haben gezeigt, dass Maschinen selten 100 Prozent der Zeit in Produktion sind. Es wird geschätzt, dass sich der Energieverbrauch um fast 37 Prozent senken ließe, wenn die Maschinen während der Leerlaufphasen richtig verwaltet würden – etwa indem einfach der Strom abgeschaltet wird. Hierfür muss bei der Programmierung der Maschine ein sicheres Anhalten und Wiederanfahren berücksichtigt werden. So muss etwa vermieden werden, das Steuerungssystem und die verwendeten Bussysteme auch dann mit Strom zu versorgen, wenn die Maschine abgeschaltet ist. Vielmehr sollten sämtliche Einstellungen und Positionen beim Anhalten gespeichert und beim Neustart reaktiviert werden. Wegen Sicherheitseinschränkungen oder auch weil schnelle Neustarts erforderlich sind, ist die Umsetzung dieser Richtlinien zuweilen nicht ganz einfach.

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