In Abfüllanlagen oder Verpackungsstraßen, beim Ein- und Auslagern von Erzeugnissen, manchmal auch mitten im verfahrenstechnischen Maschinenpark: Gurtbänder, Rollen- und Kettenförderer oder Ähnliches finden sich überall. Sie sind an komplexen Produktionsstandorten unverzichtbare verbindende Elemente. Zur effizienten Bewegung brauchen diese Systeme passgenau auslegte Antriebslösungen – und zwar in möglichst wenigen Varianten.
Autor Jörg Niermann Bereichsleiter Marketing, Nord Drivesystems
Grundsätzlich ist Fördertechnik in so gut wie allen Prozessanlagen anzutreffen, jedoch in vielerlei Gestalt und mit verschiedensten Aufgaben. Auch die Antriebslösungen für so unterschiedliche Systeme müssen daher manchmal schlichte, manchmal sehr anspruchsvolle Anforderungen erfüllen. Nord liefert für das gesamte Spektrum an Förderanwendungen aus einer Hand komplette Antriebseinheiten mit Getriebe, einem Motor der erforderlichen Energieeffizienzklasse sowie Antriebselektronik mit Funktionalität nach Bedarf.
Reduzierte Variantenvielfalt
Bei dezentralen Antriebslösungen von Nord ist es möglich, auch in komplexen Förderanlagen mit nur wenigen Getriebevarianten auszukommen. Zur Projektierung individueller, wartungsarmer Antriebslösungen steht ein sehr vielfältiger Getriebebaukasten zur Verfügung. Basis wirtschaftlicher Antriebssysteme für Förderanlagen sind effiziente zweistufige Kegelstirnradgetriebe aus Aluminium, die in fünf Baugrößen mit Drehmomenten von 90 bis 660 Nm erhältlich sind. Sie halten dank vergrößerter Abtriebswellenlagerung auch besonders starken Axial- und Radialkräften stand. Eine breite Übersetzungspalette (i = 3,58 bis 70) ermöglicht eine optimale Anpassung an den jeweiligen Bedarf. Nord stellt diesen Getrieben effiziente Motoren zur Seite, die das Dreifache ihres Nenndrehmoments über einen breiten Drehzahlbereich erbringen können. So sind sowohl Normallast als auch Lastspitzen abgedeckt – es ist deshalb nicht erforderlich, diverse Antriebssysteme mit zahlreichen unterschiedlichen Übersetzungen zu verwenden. Motoren aller Effizienzklassen gemäß den globalen Standards werden zudem weitestgehend in identischen Baugrößen gefertigt. Beim Umstieg von einer Klasse auf die andere sind also in der Regel keine konstruktiven Anpassungen am Maschinenbett erforderlich. Bis auf den Anschluss, der auf Wunsch mit Steckverbindern erfolgen kann, entsteht bei Komplettlieferung vorverdrahteter dezentraler Systeme keinerlei Montageaufwand. Der Einsatz der Antriebssysteme ist an Versorgungsnetzen aller üblichen Standards weltweit möglich.
Starter und Schalter
Besonders die konkreten Regelungsanforderungen unterscheiden sich von Fall zu Fall bei Förderantrieben stark. Nord stellt deshalb ein differenziertes Sortiment an Elektronik bereit: Es reicht von dezentralen Motorstartern mit Schutzfunktion über kompakte, gezielt auf Basisfunktionen konzentrierte Frequenzumrichter bis zu besonders flexiblen Umrichtermodellen. Letztere bieten zum Beispiel auch Positionier- und Sicherheitsfunktionen. Zum Betrieb horizontaler Förderer in gleichbleibender Geschwindigkeit genügt es, kompakte Getriebemotoren mit motorintegrierten elektronischen Startern zu kombinieren. Auch für Kurvenförderbänder reicht diese Lösung aus. Die Motorstarter sollten eine Sanftanlauffunktion bieten, um den Einschaltstrom zu verringern und die Mechanik vor abrupten starken Belastungen zu schützen. Insbesondere bei Hochwirkungsgradmotoren mindert dies die Beanspruchung der Verzahnung. Außerdem sollte eine Überlastsicherung vorhanden sein. Reversierstarter können bei Bedarf die Flexibilität an horizontalen Bändern erhöhen. Für diese Anwendungszwecke liefert Nord mit dem Motorstarter SK 135E einen elektronischen, verschleißfreien Schalter, der Sanftanlauf und Reversierfunktion für Motoren von 0,25 bis 7,5 kW umsetzt. Er kann direkt auf dem Klemmenkasten oder in Motornähe montiert werden. Für ein höheres Losbrechdrehmoment ist es möglich, über DIP-Schalter eine Boost-Spannung einzustellen. Umfangreiche integrierte Schutzmechanismen für Netz (Strombegrenzung), Gerät (Über- und Unterspannungsschutz), Motor (PTC/I²t, Motorphasen) und Anlage (Momentbegrenzung, Überlast) sparen in der Peripherie Kosten für Motorschutzschalter, Wendeschützschalter und Bremsgleichrichter sowie Kabel zum Kaltleiteranschluss und für die Bremsenansteuerung.
Umrichter für variablen Betrieb
Soll eine Anlage jedoch nicht mit einer festen, sondern mit wechselnden Geschwindigkeiten laufen, sind statt Startern dezentrale Fre- quenzumrichter gefragt. Sie ermöglichen zum Beispiel ein dynamisches und effizientes Einschleusen von Material bei minimalem Übergabeabstand. Zur horizontalen Förderung mit Motoren im Leistungsbereich von 0,25 bis 2,2 kW eignet sich der dezentrale Umrichtertyp SK 180E: Dieses Gerät ist durch die Konzentration auf die Kernaufgaben Geschwindigkeitsregelung und Effizienzfunktionen besonders kostengünstig. Wie alle Nord-Frequenzumrichter sorgt auch der SK 180E dank feldorientierter Vektorregelung dafür, dass der Motor die vorgegebene Drehzahl auch bei starken Lastschwankungen hält. Das Modell bietet eine hohe Überlastfähigkeit von 150 % für 60 s; kurzzeitig sind auch bis 200 % möglich. Zwei Sensoreingänge können beispielsweise in Batchprozessen dazu genutzt werden, Stromsparfunktionen umzusetzen: Über Lichtschranken werden Band- oder Rollenförderer dann nur in Gang gesetzt, wenn tatsächlich Materialien oder Erzeugnisse weiterzubefördern sind.
Intelligenter Etagenwechsel
Sehr viel Power und komplexere Funktionen werden zur Überwindung von Höhenunterschieden benötigt. An Schrägförderbändern und Vertikalförderern kommen stark überlastbare Antriebe mit Motorbremsmanagement und optimierter Lastübernahme zum Einsatz. Hier unterstützt ein leistungsfähiger dezentraler Frequenzumrichter mit integriertem Bremswiderstand den Vierquadrantenbetrieb. Für solche Hubwerke kann die bewährte Umrichterbaureihe SK 200E eingesetzt werden. Diese Serie in vier Baugrößen für den Leistungsbereich von 0,25 bis 22 kW eignet sich außerdem für Positionieranwendungen sowie für sicherheitsgerichtete Aufgaben. Die Geräte bieten zusätzliche integrierte Features bis hin zu den anspruchsvollen Sicherheitsfunktionen STO und SS1 für Anforderungen bis SIL3 und stellen Anwendern eine integrierte Positioniersteuerung und Anschlussmöglichkeiten für Inkremental- und Absolutwertdrehgeber zur Verfügung. Damit gestattet der SK 200E den Einsatz von Standard-Asynchronmotoren auch für Anwendungen, die eine hohe Dynamik und eine relative oder absolute Lageregelung oder Synchronisierung erfordern. Für diesen wie für alle anderen Umrichtertypen gilt, dass sich Anbindungen an zahlreiche gängige Industrial-Ethernet- und Feldbussysteme realisieren lassen. Die Umrichter ermöglichen eine einfache und flexible Bedienung direkt an den Geräten, sind aber wahlweise auch über Bedienboxen sowie die kostenlose Software Nord Con zugänglich. Parameter können bei Bedarf reihenweise in viele Geräte überspielt werden, um die Inbetriebnahme großer Fördersysteme erheblich zu vereinfachen und zu beschleunigen.
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