Dezentraler Mehrwert

Dipl.-Ing. Marco Walz

Komponentenanbieter, Anlagenplaner und Maschinenbauer haben durch ihre enge Zusammenarbeit die Grundlage für die schnelle Verbreitung der dezentralen Antriebstechnik geschaffen. Das gedankliche Lösen von gewachsenen, zentralen Anlagenkonzepten ermöglichte hier die Standardisierung und Modularisierung von Anlagensegmenten. Voraussetzungen für sinnvolle dezentrale Architekturen sind räumlich ausgedehnte Anlagen, lange Förderstrecken sowie die geschilderten standardisierte Anlagensegmente, die sich je nach Projekt individuell und maßgeschneidert zusammenstellen lassen.

Ein Beispiel der technischen Umsetzung für geschaltete Motoren ist der Motorstarter starttec von Lenze. Die robusten Geräte in ihrer hohen Schutzart decken Leistungen bis 4 kW ab. Der starttec lässt sich – je nach Bedarf – direkt auf den Getriebemotor montieren und abgesetzt in variablen Einbaulagen an der Maschine platzieren. Die logische Verknüpfung der digitalen Ein- und Ausgänge bietet weiterführende Möglichkeiten des flexiblen Einsatzes. Ist die Drehzahl von Motoren variabel und der Anwendung entsprechend zu steuern, kommt der dezentrale Frequenz-umrichter 8200 motec zum Einsatz. Der große Leistungsbereich von 0,25 bis 7,5 kW führt in Kombination mit der umfangreichen Funktionalität zu einer optimalen Umsetzung dezentraler Antriebsaufgaben. Wie beim starttec ist es auch hier möglich, den 8200 motec als Direktanbau auf dem Getriebemotor und getrennt davon variabel an der Wand oder dem Maschinengestell zu installieren. Die robuste Bauweise und die hohe Schutzart gewährleisten den sicheren Betrieb. Sollte ein Gerät dennoch zu tauschen sein, führt die steckbare Elektronik zum schnellen Serviceeinsatz.

In puncto Kommunikation muss moderne Antriebstechnik zukünftige und etablierte Feldbussysteme wie Ethernet, ProfiNet, Profisafe, Profibus DP, Interbus, DeviceNet, CAN oder AS-I unterstützen. Lenze nutzt den Systembus CAN ferner zur einfachen Vernetzung mehrerer Umrichter untereinander. Damit ist der direkte Datenaustausch ohne Umweg über ein übergeordnetes Leitsystem möglich. Falls geringere Anforderungen an das Antriebssystem gestellt werden, lässt sich das Aktor-Sensor-Interface AS-I als kostengünstige Alternative in Betracht ziehen – beispielsweise bei der Anwahl voreingestellter Festsollwerte oder dem bloßen Start-/Stoppbetrieb mit Sanftanlauf.

Eine moderne, dezentrale Architektur ist ein probates Mittel, um die Phasen der Wertschöpfungskette zu optimieren – und das von der Planung, Projektierung über die Installation bis zur Inbetriebnahme und dem laufenden Betrieb. Erforderlich ist dafür ein aufeinander abgestimmtes Produktportfolio aus Automatisierungstechnik, Antriebselektronik und Getriebemotoren. Indem sich Frequenzumrichter und Motorstarter heute auch außerhalb des Schaltschrankes in unmittelbarer Nähe zum Prozess platzieren lassen, entfällt die aufwendige Verdrahtung zwischen Elektronik und Getriebemotor über meist lange Distanzen. Zugegeben, dezentrale Antriebseinheiten in hoher Schutzart übersteigen zunächst einmal den Einstandspreis von Schaltschranklösungen. Diese Differenz wird aber schnell kompensiert, denn Einsparungen bei Planung, Projektierung, Installation und Inbetriebnahme sind die Folge. Kleinere projektierbare Schaltschränke sparen Platz, teure geschirmte Motorleitungen werden deutlich kürzer oder fallen ganz weg. Das spart Geld.

Angesichts dieser Vorteile, die dezentrale Antriebstechnik heute bietet, hat Lenze eine weitere Reihe entwickelt, die auch die Sicherheitstechnik antriebsbasiert integriert. Die Motorstarter der Reihe LCU (Local Control Unit) zeichnen sich durch ihren robusten Aufbau und die Verbindungstechnik mit standardisierten Steckern aus. Den LCU-Starter gibt es als Wendestarter sowie Zweimotorenstarter in einem Leistungsbereich von 0,75 bis 3 kW. Die integrierte Sicherheitstechnik erfüllt die Normen EN954-1 und IEC 61508. Bevorzugte Einsatzgebiete sind die horizontale Fördertechnik – insbesondere in der Intralogistik.

Die funktionale Sicherheitstechnik hat Lenze auch in die dezentralen Frequenzumrichter der Reihe LCU-FU skaliert integriert. Die Geräte arbeiten mit ihrer hohen Betriebssicherheit im Leistungsbereich von 0,75 bis 11 kW. Dabei lässt sich die Reihe sowohl mit als auch ohne Rückführungssystem betreiben. Auch hier gewährleisten Steckverbindungen die schnelle Installation. Ein abschließbarer Reparaturschalter mit Leistungsschutzfunktion und sichere Abschaltung schützt zudem das Servicepersonal bei Wartungsarbeiten. Bevorzugte Einsatzgebiete des LCU-FU sind die horizontale und vertikale Fördertechnik.

Dem gleichen Konzept folgend, ist die dezentrale Motorsteuerung ICU (Inductive Control Unit) für fahrerlose Transportsysteme konzipiert. Die Steuerung arbeitet mit induktiver Energieübertragung in einem Leistungsbereich von 0,5 bis 10 kW. Die Wegerfassung ist absolut oder inkremental realisiert. ICU verarbeitet während der Fahrt die Messdaten und passt sich automatisch den Veränderungen an.

Die Erweiterung der dezentralen Antriebstechnik durch die Reihen LCU und ICU rundet das Bild eines aufeinander abgestimmten, dezentralen Antriebssystems ab. Verschiedenste Einsatzmöglichkeiten und Kundenwünsche lassen sich einfach, flexibel und vor allem passend realisieren. Funktionalitäten wie Fördern, Heben, Fahren, Sortieren und Positionieren sind Antriebsaufgaben, die in der Fördertechnik heute benötigt werden. Getriebemotoren, Frequenzumrichter und integrierte Antriebssteuerungen mit hoher Schutzart: Von der klassischen Anwendung einer Rollenbahn bis hin zu komplexeren Aufgaben innerhalb eines Regalbediengerätes stehen somit die passenden Antriebslösungen zur Verfügung.

Halle 1, Stand 360

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