Wachhund für die Spinnerei

Überwachung – Die maschinelle Herstellung von Textilfasern erfordert eine präzise Steuerung der Motoren. Ein Spezialfaserhersteller nutzt dazu ein Überwachungssystem mit Feldbustechnik.

12. August 2008

Die österreichische Lenzing Gruppe ist ein führender Anbieter für Zellulosespezialfasern und Kunststoffpolymere. Das Unternehmen besitzt die weltweit größte integrierte Zellstoff- und Viskosefaserproduktion und ist nach eigenen Angaben der einzige Hersteller, der alle drei Generationen von synthetischen Cellulosefasern – von der klassischen Viscoseüber Modal- bis zur Lyocellfasern – unter einem Dach vereint. Zu den Geschäftsfeldern zählen die Bereiche Zellstoff, Fasern für die Textil- und Vliesstoffindustrie, Maschinen- und Anlagenbau sowie Performance Polymers, Filamente und Fasern.

Allein am Hauptsitz im oberösterreichischen Lenzing produzieren rund 3.000 Mitarbeiter an 13 Spinnmaschinen pro Jahr bis zu 237.000 Tonnen Zellstoff und 235.000 Tonnen Fasern. In jeder Spinnmaschine arbeiten zwischen 20 und 48 Antriebsmotoren, deren Drehzahlen über Frequenzumformer geregelt werden. Entscheidend für die Qualität der Fasern ist dabei eine kontinuierliche Überwachung der Motordrehzahl. Um bei zu hohen oder zu niedrigen Drehzahlen unmittelbar gegensteuern zu können, beträgt die Zykluszeit zwischen der Überwachung und Steuerung der Motoren nur 50 Millisekunden. Die Datenübertragung für die automatische Steuerung der Antriebe erfolgt über Profibus.

Probleme mit dem Gleichlauf

In der Vergangenheit kam es jedoch immer wieder zu Abweichungen von den Sollwerten von bis zu zehn Prozent. In der Faserproduktion sind solche Differenzen überaus problematisch, erläutert Franz Melhorn, Spezialist für Instandhaltung und Prozessleittechnik bei Lenzing: »Liegt bei einem Antriebsmotor beispielsweise ein geringfügig zu hohes Drehmoment an, kann die gesamte Charge unbrauchbar sein.«

Die Ursache für die Abweichungen war die eingesetzte Lösung zum Steuern und Überwachen der Antriebe, erinnert sich Melhorn: »Bis dato war kein Hardwaregerät mit Bus- Technik verfügbar, das schnelle und exakte Messdaten der Motorströme zum Leitsystem liefert. Speziell in den hohen und tiefen Frequenzbereichen gab es große Probleme mit der Genauigkeit der Messdaten.«

Auf der Fachmesse SPS/IPC/Drives in Nürnberg 2006 knüpfte Melhorn deshalb erstmals Kontakte zur Tele Haase Steuergeräte GmbH aus Wien und beschloss, deren Überwachungssystem WatchDog pro mit verschiedenen Frequenzumrichtertypen im Einsatz an der Spinnanlage zu testen. Schnell zeigte sich, dass sich mit den Modulen der Strom der Antriebsmotoren außergewöhnlich exakt überwachen lässt, erzählt Melhorn: »Wir haben die Tests mit WatchDogs bei zwei Frequenzumformern verschiedener Hersteller durchgeführt, und die Fehlerrate bei den Messwerten liegt nun unter einem Prozent; das war früher unmöglich.« Insgesamt lasse sich der Lauf der Antriebe mit dem intelligenten Überwachungssystem viel exakter steuern als bisher, freut sich Melhorn und stellt fest: »Das sichert eine hundertprozentig einwandfreie Faserqualität.«

Nach einem ausgiebigen Testlauf wurde das Überwachungssystem von Tele bei Lenzing inzwischen in den Vollbetrieb überführt und gewährleistet eine zuverlässige Messung der Ströme der Antriebsmotoren der Spinnmaschinen. Doch damit ist die Zusammenarbeit beider Unternehmen noch nicht am Ende, erzählt Melhorn: »In Zukunft sind auch Leistungsmessungen denkbar.« Besonders vorteilhaft ist für ihn dabei, dass sich das System mit dem störungsunempfindlichen Profibus-System betreiben lässt.

In Zukunft sollen am Standort Lenzing auch andere Antriebe, bei denen keine Rückmeldungen über die Frequenzumrichter kommen, mit dem Überwachungssystem WatchDog pro gesteuert werden. Angedacht ist dabei unter anderem der Einsatz einer Leistungsmessung in der Trockneranlage, wo zirka 40 Gebläsemotoren im Einsatz sind. Für Melhorn ist jedenfalls klar, dass sich die Zusammenarbeit mit den Steuerungsspezialisten aus Wien gelohnt hat: »Das Überwachungssystem WatchDog pro bietet für Lenzing nicht nur klare funktionelle Vorteile gegenüber den bisherigen Lösungen, sondern stellt auch eine kostengünstige Alternative zum früheren Analogsystem dar.«

Stefan Diem, Tele Haase Steuergeräte

Fakten

- Die 1963 gegründete Tele Haase GmbH in Wien ist einer der Pioniere auf dem Gebiet der Überwachungstechnologie.

- Das Familienunternehmen entwickelt unter anderem Überwachungs- und Zeitrelais sowie Steuerungen.

- Das Überwachungssystem Watchdog pro verbindet klassische Überwachungsfunktionen mit den Kommunikationsmöglichkeiten von Feldbussen.

Erschienen in Ausgabe: 05/2008