20. JANUAR 2018

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Optimierung mit Drive


Antriebstechnik Bei der Prozessoptimierung spielt die Antriebstechnik eine herausragende Rolle. Optimale Ergebnisse lassen sich nur erreichen, wenn die Antriebslösung allen Anforderungen gerecht wird.

Bezogen auf die Gesamtkosten für den Lebenszyklus einer Anlage beträgt der Anteil der Erstinvestition für die Antriebstechnik nur 10 bis 15 Prozent. Der Stromverbrauch hingegen nimmt durch die lange Betriebsdauer von Fördertechnik- bzw. Logistikanlagen bis zu 40 Prozent der Gesamtkosten in Anspruch. Folglich lohnen sich Investitionen mit Einsparpotenzial gerade an dieser Stelle.
Ein wichtiger Weg hin zur optimalen Lösung ist die richtige Auslegung der Antriebstechnik in Verbindung mit der bedarfsgerechten Drehzahlverstellung von Motoren durch Frequenzumrichter. Ein zweiter Weg betrachtet das Zusammenspiel von Motor und passendem Getriebe vor dem Hintergrund eines möglichst hohen Wirkungsgrades sowie die Nutzung freigewordener Energie aus dem generatorischen Betrieb. Technischer Hintergrund dabei: Bei jedem Absenken einer Last, etwa durch ein Regalbediengerät, wird Energie freigesetzt. Statt diese Energie über Bremswiderstände ineffizient in Wärme umzusetzen, lässt sie sich in einen Zwischenkreisverbund mit mehreren Antriebsachsen einspeisen – eine heute in der Logistik gängige Praxis.

Höchst unterschiedliche Aufgaben
Weil die Aufgaben im Materialfluss höchst unterschiedlich sind, kommen Standardlösungen nur selten zum Einsatz. Deshalb ist mit Applikationsingenieuren aus der Antriebs- und Automatisierungstechnik, mit Maschinenbauern und dem Betreiber der Anlage ein Weg zu finden, an dessen Ende hohe Betriebssicherheit und niedrige Betriebskosten einander ergänzen. Hierbei sind die Anforderungen des Maschinen- und Anlagenbaus an die Antriebstechnik klar umrissen: Antriebssysteme müssen in Funktionsumfang und Leistung exakt zu ihrer Aufgabe passen und mit hoher Zuverlässigkeit und entsprechender Lebensdauer die jeweilige Anwendung antreiben. Dabei sollen sie sich einfach, intuitiv, durchgängig und schnell parametrieren bzw. bedienen lassen.
Gefragt sind also jene Antriebslösungen, die maximalen Durchsatz bei höchster Kommissionierqualität und Zuverlässigkeit bieten können. Vor diesem Hintergrund sind Getriebe, Motor und Frequenzoder Servo-Umrichter als mechatronische Einheit zu betrachten. Sie müssen in der Lage sein, Drehzahl, Drehmoment und Bewegungsablauf in weiten Grenzen exakt zu steuern, um so jede der gewünschten Positionen präzise und dynamisch anfahren zu können.
Ob Sorter, Beschleunigungsband, Gurtkurve, Vertikalförderer oder Regalbediengerät: Gefragt sind keine exotischen Sonderlösungen, sondern erprobte und zuverlässige Standardkomponenten innerhalb eines effizient arbeitenden Systems. Deshalb bietet Lenze als Spezialist für Antriebsund Automatisierungstechnik das komplette Portfolio an – vom Getriebemotor über Frequenz- bzw. Servo-Umrichter und Industrie-PCs (inklusive Software) bis hin zum umfassenden Anwendungs-Knowhow. Ein Beispiel ist der Inverter Drive 8400 in drei verschiedenen Ausführungen. Das neue Mitglied der Lenze-Automatisierungsplattform L-force bietet passende Funktionalität und optimierte Geräteeigenschaften. Die speziellen Merkmale des 8400 erlauben eine schnelle, kosteneffiziente Realisierung individueller Gesamtkonzepte bei einfacher Handhabung.
Beim Rightsizing der Inverter Drives 8400 sind Geräteeigenschaften, Funktionen und Ausstattung klar abgestuft und bauen konsequent aufeinander auf. Die Skalierung beinhaltet die Ausführungen BaseLine für Basisfunktionalitäten, StateLine für marktübliche Standardaufgaben und HighLine für anspruchsvolle Anwendungen von Frequenz-Umrichtern. Ob als spannungsgesteuerter Drehzahlsteller oder im Betrieb mit sensorloser Vektorregelung: Der 8400 BaseLine ist für den Einsatz in kontinuierlichen Prozessen konzipiert (etwa bei einfachen Fördersystemen in Form sanfter, horizontaler Bewegungen mit Getriebemotoren, die ihrerseits Rollenoder Gurtförderer antreiben). Die Ausbaustufe StateLine der Inverter Drives 8400 kommt dann zum Einsatz, wenn etwa Palettierautomaten und Hubwerke auszurüsten sind. Für diese SPS-gesteuerten Aufgaben der Fördertechnik sind meist Standard-Asynchronmotoren mit mittlerer Dynamik als treibende Kraft im Einsatz.

Klares Anforderungsprofil
Das Anforderungsprofil derartiger Antriebe beinhaltet den ruckfreien Betrieb mit SRampen, eine Positioniergenauigkeit von wenigen Millimetern sowie das verschleißfreie Ansteuern einer elektromagnetischen Betriebsbremse (als dezentrale Lösung bietet sich der 8200 motec an, der sich direkt am Motor oder in unmittelbarer Nähe außerhalb des Schaltschranks platzieren lässt; bei hoher Funktionalität erschließt der Leistungsbereich von 0,25 bis 7,5 kW ein weites Anwendungsfeld).
Die dritte Ausführung der neuen Inverter Drives, der 8400 HighLine, verfügt zusätzlich zum Funktionsumfang des StateLine über eine integrierte Tabellenpositionierung (Indexing). Die SPS überwacht als Master die Positioniervorgänge, wird jedoch von der Verwaltung der Positionstabelle und der Umrechnung der Absolutwerte auf Encoderpositionen befreit. Damit empfiehlt sich das Gerät als effizienter Antrieb für Anwendungen wie Drehtische oder taktgesteuerte Positioniersysteme.
Die Betriebsbremsenansteuerung lässt sich mit dem HighLine direkt über einen Hochstromausgang realisieren. Somit entfallen Signalübertragungszeiten zu externen Verstärkermodulen – die Bremsenreaktionszeit verringert sich. Durch das schnelle Betätigen und Lüften der Bremse erhöht sich die Positioniergenauigkeit in Kombination mit der 100-kHz- Rückführung (basierend auf hoch auflösenden Encodern) signifikant. In der Materialflusstechnik ermöglicht dies Produktivitäts- und Qualitätssteigerungen durch schnellere Taktzyklen mit höherer Dynamik und Genauigkeit.
www.lenze.de

Ausgabe:
lj 04/2008
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