Sichere Antriebslösung in ganz großem Stil

Eine vom Umfang her außergewöhnliche Anwendung unter Verwendung von Premier Integration für Frequenzumrichter, Sistema-fähiger Sicherheitsprodukte und effektivem technischen Support.

Hohe Belastbarkeit und hohe Genauigkeit gehen normalerweise nicht Hand in Hand. Es gibt jedoch Anwendungen in der Schwerindustrie, die ein Höchstmaß an Präzision mithilfe einer ausgeklügelten Automatisierungslösung erfordern. Zur Entwicklung einer sehr genauen Steuerungslösung für zwei große Permanentmagnetmotoren (PM) beauftragte die A TEC-Gruppe, ein Engineering- und Technologieunternehmen aus Österreich mit Fokus auf Optimierung und Effizienzverbesserung von Zementwerken, den ebenfalls in Österreich ansässigen Automatisierungsspezialisten AT Equipment and Services GmbH, einen Systemintegrator von Rockwell Automation. Eingesetzt in einem Zweikammern-Schredder zur Herstellung von Ersatzbrennstoffen aus recyceltem Abfall für eine Aufbereitungsanlage sind die PM-Motoren aufgrund ihrer Größe keine gängige Lösung für eine derartige Anwendung. Sie bieten jedoch gegenüber den traditionell verwendeten Induktionsmotoren eine genauere Drehzahlregelung, insbesondere wenn kein Getriebe zum Einsatz kommen soll. AT Equipment and Services entwickelt seit über dreißig Jahren Steuerungslösungen für die Industrie. Unter den verschiedenen Anbietern für dieses Projekt fiel die Wahl auf Rockwell Automation. Der Automatisierungsspezialist bot mit seiner Integrated Architecture eine Automatisierungs- und Sicherheitslösung, die durch eine einfachere Integration der Antriebslösung mit der Engineering-Umgebung Studio 5000 überzeugen konnte.

Herausforderung

Die größte Herausforderung in dieser Anwendung war eine genaue Drehzahlregelung für die großen PM-Motoren ohne Getriebeeinsatz. Hierfür waren mehrere Rückkopplungsschleifen und komplexe Inbetriebnahmeprozesse erforderlich. In der Schredder-Anwendung rotieren Ketten innerhalb einer Kammer, um das Abfall- und Recyclingmaterial durch die Quetsch- und Schlagwirkung zu zerkleinern. Darüber hinaus sollen sie jedoch auch die Oberfläche aufbrechen und aufrauen, um diese zu vergrößern. Eine größere Oberfläche fördert den Trocknungsprozess und verbessert auch die Verbrennung, wenn das Ausgangsmaterial schließlich zur Wärmeerzeugung verbrannt wird. Herwig Reischl, Geschäftsführer der AT Equipment and Services, erläutert: "Ähnliche Zerkleinerer schreddern das Abfallmaterial mit rotierenden Messern, aber sie verändern die Oberfläche nicht. Daher setzen wir hier Ketten ein, die jedoch durch die Reibung andere Herausforderungen mit sich bringen. Das Abfallmaterial kann durch die Reibungswärme schmelzen und verklumpen. Aus diesem Grund benötigen wir eine präzise Drehzahlregelung, insbesondere da wir hier keine Getriebe einsetzen, um den Zerkleinerungsprozess so effektiv wie möglich zu gestalten sowie die Wärmeerzeugung bedingt durch konstanten Abrieb in Grenzen zu halten. Läuft die Kette zu langsam, können auch hier Probleme mit Verklumpen und Verhaken auftreten." Hannes Uttinger, Process Engineer Alternative Fuels bei der A TEC-Gruppe, erklärt den Prozess: "Im Betrieb beginnt der Prozess mit aufbereiteten Haushalts- oder Industrieabfällen, die mechanisch sortiert wurden und Kunststoff, Papier und organisches Material enthalten. Nach dem Sortieren beladen Kräne oder andere Ladevorrichtungen das Förderband mit Material, das eine typische Größe von 200 bis 300mm hat. Von dort gelangt das Material in eine Mühle mit zwei unabhängigen Mahlkammern, wo es zerkleinert und zerrieben wird. Nach einer Zwischenlagerung wird das Material dann über ein Wiegesystem den Brennöfen zugeführt. In dieser Anwendung lässt sich das Material als Ersatzbrennstoff anstelle von Öl oder Kohle zur Wärmeerzeugung in Zementwerken einsetzen - eines unserer Kerngeschäfte. Es kann aber auch in Kraftwerken zur Dampferzeugung genutzt werden. Die Verwendung von recyceltem Material gestaltet den Prozess umweltverträglicher und reduziert den CO2- und NOx-Ausstoß gegenüber Brennstoffen wie Kohle oder Öl."