Flexible Antriebstechnik ermöglicht universellen Maschinenprüfstand vor Ort

Ein Container für alle

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Ein neuer Prüfstand für Intensivmischer deckt bei Eirich nahezu alle weltweit relevanten Spannungsbereiche ab. Mit den Frequenzumrichtermodulen auf Basis von ACS800 Multidrive können Antriebe von 380 bis 690 V getestet werden. Das Unternehmen, ein führender Hersteller von Misch- und Aufbereitungstechnik, garantiert damit eine dokumentierte Qualität seiner Maschinen.

Dr. Nannette Baur

Die malerische Kleinstadt Hardheim im fränkischen Odenwald ist seit über 140 Jahren Sitz der Maschinenfabrik Gustav Eirich GmbH & Co KG. Die Unternehmen der Eirich-Gruppe sind Anbieter von Maschinen, Anlagen und Dienstleistungen für die Aufbereitung von schüttfähigen Stoffen, Schlickern und Schlämmen. Die Schwerpunkte liegen bei kontinuierlichen und diskontinuierlichen Prozessen zum Mischen, Granulieren und Pelletieren, Trocknen sowie Feinmahlen.
Eine zentrale Produktgruppe im Programm von Eirich sind die Intensivmischer. Das Typenprogramm der Firma reicht vom Labormischer mit 1 l Nutzvolumen bis zum Großmischer DW 40 mit einem Nutzvolumen von 12 000 l und einer Gesamtanschlussleistung von ca. 1 MW.
Das Eirich-Mischprinzip unterscheidet sich von dem anderer Mischsysteme. Seine Kernelemente sind ein drehender Mischbehälter zum Transport des Mischgutes und ein variables, langsam bis schnell laufendes Mischwerkzeug. Die Trennung zwischen dem Transport des Mischguts und dem eigentlichen Mischvorgang ermöglicht es, die Geschwindigkeit des Mischwerkzeugs und dadurch den Energieeintrag in die Mischung in weiten Teilen zu variieren und auf das jeweilige Produkt abzustimmen.
Dokumentierte Qualität
Der Erfolg der Maschinenfabrik Gustav Eirich beruht neben einer hohen Innovationsfähigkeit und dem breiten Produktspektrum auch auf einem hohen Qualitätsstandard. Der Auslöser für den Einsatz eines Maschinenprüfstandes in der Fertigung ist zum einen die steigende Komplexität der Maschinenausrüstungen. Zum anderen legt man Wert darauf, Produkte mit dokumentierter Qualität auszuliefern.
„Wir hatten nach einer Möglichkeit gesucht, unsere komplette Produktpalette, inklusive der derzeit größten Maschine DW 40, an einer zentralen Stelle prüfen zu können. Der Prüfstand sollte alle Spannungsbereiche abdecken, die auf dem Weltmarkt üblich sind“, erläutert Roland Seeber, Leiter der Elektrotechnik bei Eirich.
Der neue Maschinenprüfstand ist so konzipiert, dass er alle derzeitigen und angedachten Standardmaschinen von Eirich in den auf dem Weltmarkt gängigen Spannungsbereichen von 380 bis 690 V und mit einer Antriebsleistung bis 315 kW pro Motor prüfen kann. Die Prüfung von Synchron- und Asynchron-Antrieben ist gleichermaßen möglich. Auf Anwenderwunsch können die Prüfmaschinen auch mit Material, d. h. unter Last, gefahren werden.
Das komplette Hardware-Engineering und die Software-Entwicklung für den Prüfstand erfolgten durch Eirich. Der Maschinenprüfstand setzt sich aus einzelnen Modulen zusammen, die in zwei Containern untergebracht sind.
Der größere, 5 m lange und 3 m breite Container fungiert als Schaltwarte und fasst das Trafo-Modul, das Frequenzumrichter-Modul, das Control-Modul und das Motormanagement-Modul. Ihm schließt sich ein kleinerer Container an, der als Leitwarte dient. Das Klemmfeld für den Anschluss der vorkonfektionierten Kabel ist an der Seite der beiden Container angebracht und mit dem Frequenzumrichter- und dem Motormanagement-Modul verbunden. Der Bediener kann mithilfe eines Mobile Panels jeden Antrieb von der Prüfhalle aus zu- und abschalten.
Weiter Spannungsbereich
„ABB war als einziger der von uns angefragten Anbieter in der Lage, den großen Spannungsbereich, den wir bei den Frequenzumrichtern von 380 bis 690 V definiert haben, mit einer Einheit abzufahren“, erklärt Klaus Lauer, der bei Eirich für die Steuerungsplanung zuständig ist. Als Schaltschrankbauer fungierte der ABB-Drives-Alliance-Partner bsb Steuerungsbau. „Wir hatten eine vorzügliche Unterstützung durch ABB. Die Beratung war sehr gut“, betont Lauer.
Das Frequenzumrichter-Modul eignet sich für alle Drehstromantriebe mit einem Spannungsbereich von 380 bis 690 V ±10 % (50/60 Hz). Mit dem Modul können folgende Antriebe gleichzeitig angeschlossen und getestet werden:
  • Werkzeugantrieb 1 und 2: 5,5 bis 315 kW
  • Behälterantrieb (Doppelantrieb): 2 x 1,5 bis 45 kW
  • Elektroverstellgerät: 1 bis 4 kW
Das Frequenzumrichter-Modul auf Basis des ACS800 Multidrive besteht aus folgenden Einheiten:
  • Einspeisung 1 x ACS800-307-0490-7 (452 kW)
  • Wechselrichtereinheiten 2 x ACS800-104-0440-7 (355 kW) 1 x ACS800-104-0125-7 (90 kW) 1 x ACS800-104-0011-7 (11 kW)
Das Multidrive-Prinzip der ABB Industrial Drives basiert auf einer 6-Puls-Dioden-Einspeiseeinheit mit gemeinsamem DC-Zwischenkreis für die Wechselrichter. Der modulare Aufbau der Module ermöglicht eine gemeinsame DC-Sammelschiene für mehrere Antriebe, die von einem einzigen dreiphasigen AC-Netzanschluss über das Einspeisemodul (Gleichrichter) gespeist wird. Die Konstruktion vereinfacht den Aufbau und bietet Vorteile wie einen geringeren Verkabelungsaufwand, platzsparenden Einbau, geringere Installations- und Wartungskosten, niedrigen Netzstrom usw.
Die Einspeise- und Wechselrichtermodule sind mit Rollen ausgestattet. Sie können dadurch einfach in den Schaltschrank geschoben werden und rasten automatisch in die Buchsen des Kontaktapparates ein. Für Wartungsarbeiten und einen schnellen Zugang zu den Anschlüssen können die Module aus dem Schrank herausgezogen werden.
Beispielhafte Kompaktheit
Die gesamte Schaltschrankbreite für die Einspeiseeinheit und die vier Wechselrichtermodule beträgt lediglich 2800 mm bei einer Tiefe von 600 mm. Eine derart hohe Kompaktheit hätten nur die ABB-Geräte geboten, so Lauer. „Hätten wir den Auftrag anderweitig vergeben, wäre das Frequenz-umrichtermodul doppelt so breit geworden.“
Bei Prüfstandsanwendungen wie dieser kommt die DTC-Technologie (direkte Drehmomentregelung) der ACS800 Multidrive zum Tragen. Das DTC-Verfahren minimiert durch eine digitale Regeltechnik die Drehmomentschwankungen auf ein Minimum. Das verleiht den Frequenzumrichtern eine hohe Regelgenauigkeit und sehr gute dynamische Eigenschaften. Die erforderlichen Motordaten (Nennstrom, Spannung, Leistung, Drehzahl und Frequenz) werden über Profibus-DP an den entsprechenden Frequenzumrichter übertragen. Die Umstellung von Synchron- auf Asynchronbetrieb erfolgt durch Auswahl der jeweiligen Steuerplatine.
Prüfung und Dokumentation laufen automatisch ab. Der zeitliche Aufwand, um die kompletten Funktionen der Mechanik und der elektrischen Ausrüstung eines Mischers zu prüfen, beläuft sich auf etwa einen Tag. Dieser Mehraufwand wird jedoch durch die Justage- und Einstellarbeiten vor Ort beim Kunden kompensiert und ermöglicht eine störungsfreie schnelle Inbetriebnahme durch die Servicetechniker beim Kunden.
Mit dem Prüfstand werden nicht nur Motoren der Mischer geprüft, sondern auch die Sensorik, Lager, Temperaturmesseinrichtungen etc. Die Eirich-Mischer bestehen aus fünf bis 40 Bau- bzw. Funktionsgruppen, für die jeweils individuelle Prüf-routinen existieren. Für jede Maschine wird ein Prüfprotokoll erstellt. Kommt eine Maschine gleichen Typs in die Prüfung, wird der zugehörige Umrichter des Frequenzumrichter-Moduls entsprechend dem Typ automatisch konfiguriert und parametriert.
Normgemäße Prüfung
Bei der Prüfung steht die Umsetzung der Norm EN 90204-1 „Elektrische Ausrüstung von Maschinen“ an vorderster Stelle. „Speziell die in Abschnitt 19 der Norm beschriebenen Prüfungen können wir komplett abfahren und dokumentieren“, sagt Lauer. „Das Handling ist exzellent. Es läuft gut“, urteilt Klaus Lauer. Roland Seeber ergänzt: „Die Kunden, die zur Abnahme nach Hardheim kamen, waren begeistert, dass man auf dem Prüfstand eine Maschine inklusive aller qualitätsrelevanten Daten abnehmen kann.“
Hannover Messe: Halle 11, Stand A35
Achema: Halle 10.2, Stand F36
Online-Info www.cav.de/0409436
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