Pumpenüberwachung mit elektronischem Motormanagement

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Der 22,5 mm schmale Motormanager lässt sich einfach in bestehenden Anlagen nachrüsten, weil keine weitere Sensorik erforderlich ist. Der von der SPS angesteuerte EMM übernimmt dann autark den Schutz von Motor und Mechanik. Zum Schalten des Motors können die vorhandenen Schaltelemente – beispielsweise elektromechanische Schütze oder verschleißfreie Halbleiterschalter – verwendet werden, die der EMM im Fehlerfall innerhalb von 20 ms absteuert.

Komplettschutz für die Pumpe

Eines der häufigsten Aggregate in der industriellen Produktions- oder Prozesstechnik ist die Kreiselpumpe. Der Komplettschutz dieser einfachen Einheit gestaltet sich schwierig, da hier – aus Sicht der Antriebsmaschine – Unter- und Überlast an der Pumpe ausgewertet werden müssen. Aufgrund des hohen Einschaltstroms weist die Wirkleistungskurve während des Startvorgangs eine Leistungsspitze auf (Abb. 2). Dieser Wert liegt normalerweise deutlich über den sinnvollen Schaltschwellen zum Schutz der Anlage und ist daher durch eine parametrierbare Delay-Zeit von der Überwachung ausgenommen. So werden unzulässige Schweranläufe detektiert und es kann schnellstmöglich ein optimaler Schutz sichergestellt werden.

Kritische Ereignisse: Trockenlauf und Kavitation der Pumpe

Der Trockenlauf ist ein gefährlicher Zustand, der zur Zerstörung der Pumpe führen kann. Hierbei wird der Antriebsmotor nur mit einem Bruchteil seiner Nennleistung belastet, sodass es zu einer Unterschreitung der parametrierten unteren Schaltschwelle kommt. Die Schalthandlung auf ein solches Ereignis sollte zeitverzögert erfolgen, denn die Unterlast kann auch in einer zunächst harmlosen Luftblase begründet sein (Abb. 3a).

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Erst wenn dieser Zustand längere Zeit auftritt und die Pumpe durch Trockenlauf Schaden nehmen könnte, schaltet der EMM den Antrieb nach Ablauf der eingestellten Verzögerungszeit ab, wobei die Abschaltung über einen digitalen Ausgang beispielsweise an die Steuerung gemeldet werden kann (Abb. 3b). Dieser Aspekt ist insbesondere bei Kühl- und Schmiermittelpumpen wichtig, da der Motormanager nicht nur die Pumpe, sondern auch die nachgelagerten Prozesse überwacht und schützt.

Ein weiteres kritisches Ereignis für Pumpen ist die Kavitation, die an eine maximale Fördermenge und die daraus resultierende höchstens zulässige Antriebsleistung gekoppelt ist (Abb. 4). Der EMM überwacht deshalb sicher auf die festgelegte Maximalleistung und schaltet die Pumpe ab, wenn der Wert überschritten wird. Auf diese Weise wird die Kavitation zuverlässig verhindert.

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