Intelligente Alternative

Spezial

Antriebstechnik – Antriebe mit integrierter PLC, wie sie Nord Drivesystems anbietet, können direkt vor Ort intelligent Probleme lösen, an denen eine zentrale Anlagensteuerung schwer zu knacken hätte.

03. November 2016

Die integrierte PLC ist bei dezentraler Antriebselektronik der neue Stand der Technik. Sie eröffnet vielfältige Möglichkeiten für modulare Anlagendesigns und autarke Fertigungsinseln, die bei Weitem noch nicht ausgeschöpft werden. Die Spielwiese ist groß und wartet nur auf neugierige, ideenreiche Mitspieler. Der Antriebsspezialist Nord Drivesystems aus Bargteheide kann dazu gleich mehrere praktische Einsatzmöglichkeiten der intelligenten Antriebe aufzeigen.

Ein Szenario ist zum Beispiel der Ausfall der Kommunikation zwischen einem dezentralen Antrieb und dem Leitsystem. Die Antriebs-PLC in den Nord-Systemen kann auf diesen Ausfall flexibel reagieren und die Antriebsachsen kontrolliert zum Stillstand bringen, beziehungsweise die Anwendung autark steuern. So lassen sich Prozessschritte in Gang halten und Produktionsausfälle vermeiden. Mitarbeiter bleiben geschützt.

Über Powerlink ist das Antriebssystem dabei mit einer B&R-Steuerung verbunden. Per Schalter lässt sich diese Verbindung unterbrechen. Der motoraufgebaute Umrichter ist für die Demonstration so programmiert, dass der Antrieb bei einer solchen Unterbrechung ein Drehzahlprofil abfährt und schließlich anhält. Wenn der Schalter wieder umgelegt und die Powerlink-Verbindung reaktiviert wird, übernimmt die B&R-Steuerung abermals die Kontrolle und der Antrieb wird anschließend über die externe Steuerung gefahren.

Für den Einsatz in der Praxis werden die genauen Abläufe anwendungsspezifisch programmiert. Zum Beispiel lässt sich eine Türsteuerung so einrichten, dass das Tor immer entweder vollständig geöffnet oder vollständig geschlossen wird. Andere Anwendungen dürfen auf keinen Fall stillstehen: Bei Pump- und Rühranwendungen mit hochviskosen oder schnell aushärtenden Medien zum Beispiel können Stillstände sogar zu Schäden an der Anlagentechnik führen. Wenn selbst eine kurze Unterbrechung Probleme im weiteren betrieblichen Prozessablauf verursachen würde, kann die Umrichter-PLC anstelle der Leitsteuerung den Motor und antriebsnahe Funktionen regeln.

In verfahrenstechnischen Prozessen lassen sich somit Kosten durch verdorbene Chargen umgehen. Anderswo gewährleistet die redundant einspringende autarke PLC den Materialfluss in der Fertigung. So lassen sich Staus in Warenfördersystemen mit hohem Stückdurchsatz vermeiden.

Da die Frequenzumrichter über umfangreiche Schnittstellen verfügen und in der Lage sind, Sensor- und Aktordaten auszuwerten, ist ein umsichtiges Agieren in der Anwendung gewährleistet.

Die Intelligenz im Umrichter ist allerdings nicht nur im Havariefall nützlich. Es gibt Anwendungen, die einen Trennschalter zur aktiven Abkopplung einer Antriebsachse von der Leitsteuerung erfordern. Auf diese Art können Bediener lokal auf Anlagesegmente zugreifen – zum Beispiel zum Einlernen von Positionen oder um Produktproben zur Qualitätskontrolle zu entnehmen.

Auf Hindernisse reagieren

Ein weiteres Beispiel ist ein dezentraler Spindelantrieb, der in der Praxis gegen ein mechanisches Hindernis fährt, das sich nicht lösen lässt. Es demonstriert die Fähigkeit der Antriebs-PLC, eine Blockade durch die Überwachung der Lastsituation zu erkennen und mit programmierten Abläufen darauf zu reagieren. So wird Überlast vermieden, der Motor und die Maschine werden geschont. In der Praxis können Antriebe durch anwendungsspezifisch programmierte Manöver derartige Störungen oft schnell und ohne Bedienereingriff beseitigen. Dies steigert die Anlagenverfügbarkeit und senkt den Servicebedarf.

Die PLC erkennt die Blockade und reagiert, indem sie den Antrieb reversiert und per Leuchtmeldeanzeige einen Handlungsbedarf signalisiert. Die Funktionsweise kann für weitere konkrete Kundenanwendungen adaptiert werden: Lässt sich ein Hinder-nis, wie zum Beispiel eine Verstopfung in einer Leitung, durch einen Geschwindigkeits- und Laufrichtungswechsel beseitigen, nimmt der Antrieb in diesem Fall anschließend den Normalbetrieb wieder auf. Andernfalls kann er außer einer Störmeldung an die Leitebene auch ein Ausweichmanöver veranlassen, indem er beispielsweise vernetzte Antriebseinheiten anweist, einen Bypass freizuschalten.

Diese technischen Eigenschaften ermöglichen dem Anwender autark operierende, intelligente Anlagenteile, zum Beispiel Sortierer, Portionier- oder Verpackungsanlagen, einzeln oder vernetzt arbeitende Pumpen, Brecher oder Förderschnecken. Zugleich ist die optimale Einbindung in Automatisierungsnetzwerke gewährleistet. Die Umrichter-PLC bereitet Antriebs- und Anwendungsdaten bei Bedarf optimal für eine übergeordnete Steuerung oder zu Diagnosezwecken auf. 

Auf einen Blick

• Seit über 50 Jahren entwickelt, produziert und vertreibt Nord Drivesystems Getriebe, Motoren und Frequenzumrichter mit heute mehr als 3.200 Mitarbeitern und ist ein international tätiger Komplettanbieter der Antriebsbranche. 

• Neben Standardantrieben liefert Nord anwen-dungsspezifische Konzepte und Lösungen für besondere Anforderungen, wie mit Energiesparantrieben oder explosionsgeschützten Systemen. 

• Der Jahresumsatz im Geschäftsjahr 2015 betrug bei eigenen Tochtergesellschaften in 36 Ländern weltweit 540 Millionen Euro. 

• Das dichte Vertriebs- und Servicenetz gewährleistet optimale Erreichbarkeit für kurze Lieferfristen und ein kundennahes Dienstleistungsangebot.

Erschienen in Ausgabe: 08/2016