Nord Drivesystems ist einer der weltweit führenden Komplettanbieter elektrischer, mechanischer und elektronischer Antriebstechnik. Als Systemlieferant bietet Nord vollständig aufeinander abgestimmte Antriebssysteme, bestehend aus Getriebe, Motor und Frequenzumrichter. Der Antriebselektronik kommt hierbei ein besonderer Stellenwert zu, denn sie macht aus mechanischen bzw. elektromechanischen Komponenten erst wirklich eine intelligente Antriebslösung. Alle Nord-Frequenzumrichter verfügen standardmäßig über eine leistungsfähige PLC. Diese übernimmt eigenständig Steuerungsaufgaben und entlastet so die übergeordnete Anlagensteuerung. Die Antriebs-PLC ist das Gehirn des Antriebssystems. Dank ihr lassen sich autarke Produktionsgruppen und Fertigungsinseln erst bilden. Letztendlich ist
die integrierte PLC eine Grundvoraussetzung für ein Industrie-4.0-fähiges Antriebssystem mit dezentraler Intelligenz.
Durch die Integration der PLC in die Frequenzumrichter können die Nord-Antriebe die Antriebs- und Anwendungsdaten protokollieren, alle zur Verfügung stehenden Sensor- und Aktordaten auswerten, Fehler erkennen, optimierte Diagnosemöglichkeiten anbieten, Probleme eigenständig beheben und die Daten über das Bussystem an die übergeordnete Anlagensteuerung übermitteln. Von dort gelangen die Daten über ein Gateway in die sichere Cloud. Der intelligente Antrieb schickt nur Messwerte, die sich zu den vorhergehenden verändert haben. Dies reduziert erheblich das Datenvolumen und die Netzauslastung. Der Weg in die Cloud kann auch von der zentralen Anlagensteuerung entkoppelt werden. Dies erhöht die Datensicherheit für die Betreiber, da nur die Antriebsdaten gelesen werden. In der Cloud stehen die Daten weltweit zur Auswertung und Analyse zur Verfügung.
Die gesamte Anlage mit Nord-Antriebssystemen kann so überwacht werden. Diese smarte Vernetzung und die Sammlung relevanter Antriebsdaten ermöglicht die Erfassung der Leistungsdaten, eine optimierte Anlagendimensionierung, eine kontinuierliche Zustandsüberwachung der Antriebe sowie eine vorausschauende Wartung. Die dezentralen Antriebssysteme arbeiten mit allen marktüblichen Bussystemen zusammen und können in jedes Anlagendesign integriert werden.
Instandhaltungskonzepte
Die flächendeckende Vernetzung der Antriebe, die zunehmende Digitalisierung und neue Entwicklungen im Bereich der Sensorik ermöglichen innovative Wartungs-, Instandhaltungs- und Servicekonzepte wie Condition Monitoring und Predictive Maintenance. Die Basis dafür bildet die schnelle, effiziente und umfassende Auswertung analoger und digitaler Daten durch die intelligente PLC in den Nord-Frequenzumrichtern. Durch die kontinuierliche Überwachung der Feldebene, die Verknüpfung von Kommunikation, Sensorik (Temperatur, Stromaufnahme), Prozessdaten (Drehmoment, Beschleunigung, Drehzahl) und den Vitalparametern des Antriebes lassen sich Abweichungen vom Normalzustand schnell erkennen. Der Anlagenbetreiber hat damit die Möglichkeit, frühzeitig zu reagieren, bevor es zu Schäden oder Ausfällen kommt. Außerdem kann er Wartungsintervalle entsprechend der Belastung der Antriebe planen. Eine zustandsorientierte Instandhaltung tritt an die Stelle der zeitbasierten Wartung. Durch die optimale Koordination der Service-Einsätze können ungeplante Stillstandzeiten signifikant verringert, die Wartungs- und Instandhaltungskosten deutlich reduziert und die Anlagenverfügbarkeit erhöht werden. Dank Zustandsüberwachung können außerdem zukunftsorientierte Optimierungen vorgenommen werden.
Bei Predictive Maintenance werden meist Daten von externen Sensoren wie Temperaturfühler, Ölsensoren, Schwingungs- oder Geräuschsensoren herangezogen. Doch eine vorausschauende Wartung ist auch ohne externe Sensorik und den damit verbundenen höheren Kosten möglich. So arbeitet Nord Drivesystems an der Entwicklung kosteneffizienter und zuverlässiger Funktionen zur Zustandsüberwachung mithilfe von virtueller Sensorik. Mittels intelligenter Algorithmen, in die auch Produktdaten und Erfahrungswerte einfließen, wertet die Antriebs-PLC die ohnehin im Frequenzumrichter vorliegenden Betriebsdaten wie Motorstromaufnahme und Schalthäufigkeit aus und und lässt so Rückschlüsse über den Zustand des Getriebemotors sowie der angetriebenen Anwendung zu. Trends zu Zustandsverschlechterungen (z. B. durch Verschleiß) als auch akute Störungen (z. B. Ausfall eines Motorlüfters) können so schnell festgestellt werden und der Anwender kann umgehend entsprechende Gegenmaßnahmen ergreifen. Als kostenneutrale Lösung eignet sich die Software-Diagnostik auch für kleine Antriebsgrößen.
Industrie 4.0 ready
Antriebslösungen von Nord sind Industrie 4.0 ready und damit zukunftssicher. Die Antriebe sind vernetzbar, arbeiten autark und sind in Funktion und Leistung skalierbar. Die dezentralen Antriebssysteme bilden Master-Slave-Gruppen, die intelligent miteinander kommunizieren und ermöglichen damit den modularen Aufbau von Anlagen und in einem nächsten Schritt die Vernetzung der gesamten Fabrik. Sie überwachen das Antriebssystem, treffen Entscheidungen und kommunizieren mit der Außenumgebung. Industrie-4.0-Anwendungen wie Condition Monitoring (kontinuierliche Zustandsüberwachung) oder Predictive Maintenance (vorausschauende Wartung) werden so erst möglich. Für den Anwender ergeben sich daraus zahlreiche Vorteile wie eine Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit, eine deutliche Reduzierung der Wartungs- und Instandhaltungskosten, ein geringer Wartungsbedarf sowie eine Optimierung seiner Energieverbräuche.
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Autor: Dr. omar Sadi
Technischer Geschäftsführer,
Getriebebau Nord
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