Intelligente Antriebe
Mehrwert durch Elektronik
Für mehr als 100 Industriezweige bietet Nord Drivesystems komplette Antriebslösungen aus einer Hand, die aus Getrieben, Motoren und Frequenzumrichtern bzw. Motorstartern bestehen. Die passende Kombination wird für jede Kundenanwendung aus einem abgestimmten Baukastensystem für Lösungen mit Abtriebsdrehmomenten bis 250.000Nm zusammengestellt. Dabei setzt das Unternehmen auf größtmögliche Fertigungstiefe und fertigt alle Komponenten inklusive Gehäusen oder Verzahnteilen komplett selbst. Ein besonderer Stellenwert kommt der Antriebselektronik zu.
Bild: Getriebebau Nord GmbH & Co. KGDie Elektronik macht aus elektromechanischen Komponenten intelligente Antriebslösungen. Hergestellt werden die Umrichter, Feldverteiler und Motorstarter im Fertigungswerk von Nord in Aurich.
Bild: Getriebebau Nord GmbH & Co. KG
Bild: Getriebebau Nord GmbH & Co. KGDie Evolution zum Feldverteiler
Durch schrittweise Weiterentwicklung der dezentralen Antriebe aus dem Nord-Portfolio ist der Feldverteiler Nordac Link SK 250E entstanden. Er wurde speziell für Zielanwendungen in der Förder- und Handhabungstechnik ausgelegt. Ausgehend von der Umrichterfamilie Nordac Flex SK 200E für die direkte Montage auf dem Motor entstand eine Baureihe für die motornahe Wandmontage. So lässt sich auch bei schwer zugänglich eingebauten Getriebemotoren ein einfacher Zugriff auf den Umrichter gewährleisten. Der neue Feldverteiler erlaubt unkomplizierte 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 angeschlossen werden. Der Netzanschluss lässt sich von Gerät zu Gerät durchschleifen. Zwölf codierte M12-Steckplätze dienen dem Anschluss klassischer Feldbusse, ethernet-basierter Kommunikation, Gebern, Sensoren, Safety-Funktionen, 24VDC oder digitalen I/Os. Die kostenlose Parametriersoftware Nordcon und ein steckbares EEPROM für einfachen Parametertransfer vereinfachen die Konfiguration des Gerätes.
Bild: Getriebebau Nord GmbH & Co. KGAntriebselektronik für energieeffiziente Logistik
Der neue Feldverteiler stellt flexible Funktionalität für alle Antriebsaufgaben inklusive Multimotorbetrieb, Positionieren oder Heben und Senken zur Verfügung. Die integrierte SPS ermöglicht vielfältige Anwendungen bis hin zu autarken Funktionsbereichen, die übergeordnete Anlagensteuerungen entlasten und eigene Ablaufsteuerungen in Gang setzen können. Als Intralogistiklösung LogiDrive gibt es den Frequenzumrichter Nordac Link SK 250E in einem exakt abgestimmten Antriebssystem kombiniert mit einem zweistufigen Kegelradgetriebe vom Typ Nordbloc.1 SK92x72.1 und einem energieeffizienten IE4-Synchronmotor. Zusammen ergeben diese Einzelteile ein überlastfähiges Antriebssystem mit der Systemwirkungsgradklasse IES2. Zur Verfügung steht ein Leistungsbereich von 0,55 bis 7,5kW. 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.
Bild: Getriebebau Nord GmbH & Co. KGFunktionalität für die smarte Fabrik
Mit dem dezentralen Antriebskonzept gibt Nord eine Antwort auf die Evolution der Steuerungsarchitektur von der Automatisierungspyramide zum intelligenten Netzwerk. Dafür benötigt die Antriebstechnik drei Eigenschaften: Sie muss vernetzt, autark und skalierbar sein. Durch die Integration einer SPS in die Frequenzumrichter können applikationsspezifische antriebsnahe Funktionen effizient programmiert und wie alle anderen Funktionen des Frequenzumrichters parametriert werden. Als integraler Bestandteil des Automatisierungsnetzes protokollieren die Antriebe fortlaufend Anwendungsdaten und werten zur Verfügung stehenden Sensor- und Aktordaten aus. Erhobene Daten werden von der integrierten Umrichter-SPS lokal aufbereitet und ausgewertet, relevante Daten werden an die Leitebene oder an weitere Komponenten im Netz kommuniziert. 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 umsetzbar. Durch kontinuierliche Überwachung der Feldebene, die Verknüpfung von Kommunikation, Sensorik, Prozessdaten und den Vitalparametern des Antriebes ergibt sich eine hohe Flexibilität und Prozesssicherheit des Systems. Die automatische Zustandsbeurteilung wird möglich. So lassen sich ungeplante Stillstandszeiten verringern und eine zustandsorientierte Instandhaltung realisieren.
Integration weiterer Steuerungsaufgaben
Perspektivisch wird die Reise weitergehen bis hin zu cyber-physikalischen Systemen, die verteilt und dezentral, herstellerunabhängig und standortübergreifend zusammenarbeiten. Eine beliebige Kombination aus SPSen und Kommunikationsprotokollen wird dann alle Betriebsdaten an die jeweilige Steuerungsebene übertragen. Die integrierte SPS des Nordac-Link-Frequenzumrichters ist für diese Szenarien gut vorbereitet. Sie kann z.B. 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 SPS leitet dann sogar selbständig Abhilfemaßnahmen ein: Durch Umkehr der Antriebsrichtung versucht sie, die Blockierung 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 Frequenzumrichter zeigt sich auch in einer Maschine zum Schneiden von Käse und Fleisch. Deren Hersteller hat sich dafür entschieden, die Zentralsteuerung seiner Maschine durch die integrierte SPS des für den Antrieb zuständigen 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 aus der Ferne überwachen und hinsichtlich Antriebsauslegung und Materialfluss verbessern. Die Antriebe übertragen dazu die Daten per Gateway in eine cloudbasierte Datenbank. Über ein Remote-Terminal mit übersichtlicher grafischer Darstellung der Förderanlage und ihrer Betriebsdaten kann die Kontrolle und Betreuung der Anlage bis zum Einzelantrieb von jedem Ort mit Internetanschluss weltweit vorgenommen werden.
Bild: Getriebebau Nord GmbH & Co. KGDie Evolution zum Feldverteiler
Durch schrittweise Weiterentwicklung der dezentralen Antriebe aus dem Nord-Portfolio ist der Feldverteiler Nordac Link SK 250E entstanden. Er wurde speziell für Zielanwendungen in der Förder- und Handhabungstechnik ausgelegt. Ausgehend von der Umrichterfamilie Nordac Flex SK 200E für die direkte Montage auf dem Motor entstand eine Baureihe für die motornahe Wandmontage. So lässt sich auch bei schwer zugänglich eingebauten Getriebemotoren ein einfacher Zugriff auf den Umrichter gewährleisten. Der neue Feldverteiler erlaubt unkomplizierte 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 angeschlossen werden. Der Netzanschluss lässt sich von Gerät zu Gerät durchschleifen. Zwölf codierte M12-Steckplätze dienen dem Anschluss klassischer Feldbusse, ethernet-basierter Kommunikation, Gebern, Sensoren, Safety-Funktionen, 24VDC oder digitalen I/Os. Die kostenlose Parametriersoftware Nordcon und ein steckbares EEPROM für einfachen Parametertransfer vereinfachen die Konfiguration des Gerätes.
Getriebebau NORD GmbH & Co. KG
Dieser Artikel erschien in SPS-MAGAZIN 3 2018 - 01.03.18.Für weitere Artikel besuchen Sie www.sps-magazin.de
