Automatisierungskonzept

Dipl.- Ing. Andreas Ratsch

Bei der Dinova GmbH in Königswinter beispielsweise geschieht die Herstellung von Kunststoffputz in einem Edelstahlmischer, mit einem Nutzinhalt von 10 000 l. Hier erfüllen unterschiedliche Antriebssysteme verschiedene Arbeitsprozesse. Das gründliche Mischen der einzelnen Substanzen übernimmt ein 60-kW-Asynchronmotor. Dieser läuft, im Gegensatz zum Dissolver, immer mit konstanter Drehzahl. Der Dissolver ermöglicht das Aufschließen bzw. Feinverteilen der Pigmente. Der 90-kW-Asynchronmotor wird über einen Frequenzumrichter drehzahlgesteuert. Stufenlos veränderbare Drehzahlen sind für den Herstellungsprozess eine Grundvoraussetzung, da es Phasen mit sehr schnellem, sogar übersynchronem Lauf und auch Phasen mit niedrigen Geschwindigkeiten gibt. Um Resonanzdrehzahlen, die die Mechanik der gesamten Anlage belasten, zu vermeiden, werden frei programmierbare Drehzahlfenster vom Frequenzumrichter ausgeblendet. Eine Mindestdrehzahl, die ebenfalls im Frequenzumrichter programmiert und gespeichert wird, verhindert ein Verklumpen des Materials. Die für die Produktqualität günstigste Drehzahl kann vom Bedienpersonal direkt vor Ort über ein Touch-Panel eingegeben werden. Die Daten werden hierbei in einer SPS vom Typ PS4-201-MM1 aufbereitet und über das Feldbussystem Suconet K zum Antriebsregler weitergeleitet.

Die Zuführung von staubförmigen Pigmenten und Füllstoffen aus einem Silo in den Mischer wird über eine Transportschnecke, die von einem 5,5-kW-Asynchronmotor und einem Frequenzumrichter DF4 angetrieben wird, vollzogen. Der Frequenzumrichter dient hierbei der Regulierung der Zufuhrgeschwindigkeit, die von den Eigenschaften des zugeförderten Gutes abhängig ist.

Wie im obigen Beispiel beschrieben, kommen heute in den meisten Automatisierungslösungen Komponenten mit unterschiedlichster Funktionalität zusammen. Eine einheitliche Feldbusschnittstelle ist Voraussetzung für die Realisierung von dezentralen Systemlösungen. Der Feldbus Suconet K ist auf jeder SPS vorhanden. Es entstehen somit für den Anwender keine Mehrkosten, vielmehr werden Kosten und Zeit durch den Einsatz der digitalen Datenübertragung eingespart, da eine Zweidrahtleitung dicke Kabelbäume ersetzt. Bei den Bedien- und Beobachtungsgeräten ist die Suconet K-Schnittstelle ebenfalls on-board. Die Frequenzumrichter lassen sich durch einfaches Aufstecken von unterschiedlichen Modulen an verschiedene Feldbussysteme ankoppeln. Hier werden Suconet K und die herstellerunabhängigen Feldbusse Profibus DP und Interbus unterstützt. Ziel eines Baukastensystems ist es, nicht nur eine große Anzahl von Möglichkeiten zu bieten, es kommt vielmehr auch darauf an, das Zusammensetzen dieses Systems einfach zu gestalten. Die Anforderungen erfüllen sowohl die SPS und die Bedien- und Beobachtungsgeräte als auch die Frequenzumrichter dieses Herstellers. Die Umsetzung erfolgt durch sogenannte Hersteller-Funktionsbausteine in der IEC 61131-basierenden Programmiersoftware Sucosoft S40. Diese Software-Bausteine werden per Call-Befehl im Anwenderprogramm aufgerufen. Der Anwender beschäftigt sich nicht mehr mit der programmiertechnischen Umsetzung der Kommunikation, sondern nur noch mit dem Konfigurieren und Parametrieren von Ein- und Ausgängen.

Die Frequenzumrichter werden von 0,37 bis 90 kW angeboten. Ein reichhaltiges Zubehörprogramm wie Vernetzungsbaugruppen, Funkentstörfilter, Bremsgerät und zugeordnete Schalt- und Schutzorgane ist erhältlich. Eine sichere und bequeme Auswahl des Gerätetyps gewährleistet der Frequenzumrichter-Konfigurator, der mit jedem elektronischen Katalog (CD-ROM) kostenlos ausgeliefert wird. Mit ihm läßt sich der applikationsbezogene, richtige Typ samt Zubehör, ohne umständliches Blättern von Katalogseiten, finden.

Ist der richtige Typ ausgewählt, lassen sich die Frequenzumrichter mit der Tastatur oder mit einer Windows-Bediensoftware parametrieren. Diese ist auf jedem handelsüblichen PC (ab Windows 3.1/95) ablauffähig und kommuniziert über die serielle Schnittstelle (RS232/485). Besonders bei der Inbetriebnahme und beim Service ist der Einsatz dieses Tools vorteilhaft, da alle Parameter online, per Klartext angezeigt werden. Außerdem können ganze Parametersätze gespeichert und zur Anlagendokumentation ausgedruckt werden.

Um einen EMV-gerechten Aufbau zu gewährleisten, bleibt man dem Baukastenprinzip treu. Für jeden Frequenzumrichter der Reihe DF4 gibt es einen maßgeschneiderten Netzfilter zur Einhaltung der EMV-Produktnorm EN 61800-3. Die Netzfilter sind eine Kombination aus Netzdrossel und Funkentstörfilter in einem Gehäuse. Für jede Gerätegröße gibt es einen zugehörigen Filter, so daß die richtige Auswahl keine Schwierigkeit bereitet. Vorkonfektionierte Verbindungskabel am Netzfilter verringern den Verdrahtungsaufwand. Durch die Kombination in einem Gehäuse wird außerdem die Baugröße minimiert und somit teure Schaltschrankfläche eingespart.

E cav 204