Antriebsalternativen zur Servotechnik
Umdenken bei Umrichtern
Antriebsaufgaben, die lange nur Servolösungen vorbehalten waren, lassen sich mittlerweile oft einfacher und kosteneffizienter durch Umrichtertechnik in Kombination mit Synchron- und Asynchronmotoren realisieren. Um entsprechend dynamische Fähigkeiten im gesamten Portfolio zu gewährleisten, hat Nord seine Elektronikfertigung auf aktuelle, leistungsfähigere Prozessoren umgestellt. Sowohl Schaltschrankgeräte als auch dezentrale Umrichter können Antriebsaufgaben mit vergleichbarer Geschwindigkeit und Präzision wie Servoantriebe ausführen und antriebsnahe Steuerungsfunktionen übernehmen.
Von wenigen Ausnahmen bei High-End-Anwendungen und einigen Werkzeugmaschinen abgesehen, lassen sich die weitaus meisten Antriebsaufgaben heute mit Frequenzumrichtern ausführen. Mit kurzen Reaktionszeiten, großer Präzision und Dynamik liefern sie eine Performance, die zuvor nur mit aufwendiger Servotechnik realisierbar war. Aufgrund der fortgeschrittenen Prozessortechnik hat sich zudem ihr Leistungsspektrum bis hin zu komplexen Steuerungsaufgaben, beispielsweise für antriebsnahe Ablaufsteuerungen, erweitert. Die leistungsfähigen Prozessoren und neue Firmware in Frequenzumrichtern aus der aktuellen Produktion von Nord Drivesystems ertüchtigen sie insbesondere auch zur Regelung von Synchronmotoren. Mit den Umrichtern der Baureihen SK 200E zur dezentralen und motornahen Installation und SK 500E zur Schaltschrankinstallation lassen sich selbst ohne Geberrückführung dynamische Antriebsaufgaben ausführen. Anwendungen wie komplexe Positionierung, fliegende Säge oder Ablaufsteuerungen können komplett durch die antriebseigene Intelligenz bewältigt werden.
Schnell und bequem programmierbar
Die Umrichter unterstützen die herstellerunabhängigen Motion-Control-Funktionsblöcke des PLCopen-Standards. Sie lassen sich in ST oder AWL angelehnt an die IEC61131-3 frei programmieren. Hierfür stellt der Hersteller die Software Nord CON zur Verfügung. Durch fertige Software-Module sind weniger spezielle Kenntnisse des Antriebssystems für die Implementierung komplexer Anwendungen nötig. Damit bietet der Hersteller auch für sehr anspruchsvolle Antriebsaufgaben eine Alternative zu Servotechnik bei zudem meist deutlich geringeren Kosten. Vorteile ergeben sich auch durch eine umfassendere Verfügbarkeit dieser Lösungen, da der Markt für umrichtergeregelte Standardmotoren und -getriebe sehr viel größer ist. Auf Grundlage des außergewöhnlich breiten Getriebeprogramms stellt Nord auf die individuelle Anwendung abgestimmte Antriebskonfigurationen zur Verfügung, die sich zugleich auf ein einfaches Variantenmanagement auslegen lassen. Asynchronmotoren der Effizienzklassen IE1 bis IE3 werden ebenso unterstützt wie permanenterregte Synchronmotoren der Effizienzklasse IE4.
Von Positionier- bis Pneumatiksteuerung
In die Umrichter der Serien SK 200E und SK 500E integriert ist das leicht zu parametrierende Funktionspaket Posicon zur Positioniersteuerung. Damit kann eine Bandbreite verschiedener Aufgaben zum Beispiel bei Regalbediengeräten, Kranen, Rundtischen oder automatischen Türen mit einer Genauigkeit bis 1/100 einer Motorumdrehung geregelt werden. Neben der klassischen Punkt-zu-Punkt-Positionierung mit Absolutwerten besteht die Möglichkeit der relativen oder additiven Positionierung für Endlosachsen. Positionen können über Binärwerte vorgegeben und im Antrieb gespeichert oder vom Bediener vor Ort per Teach-in eingelernt werden. Die Funktion Wegoptimierung sorgt dafür, dass Drehtische die Soll-Position automatisch auf dem kürzesten Weg anfahren. Die Drehzahlrückführung erfolgt über Inkrementalgebereingänge oder mit Absolutwertgebern über die CANopen-basierte Systembusschnittstelle. Bei Bauaufzügen oder im Hochregallager regeln die Umrichter das ruckfreie, die Mechanik ein schonende Anfahren und Bremsen. Ein als Master definierter Umrichter kann mehrere Slaves ansteuern, um das Zusammenspiel von Systemen für Lagegleichlauf, Drehzahlgleichlauf oder Mehrachsbetrieb zu synchronisieren bzw. zu koordinieren. Außerdem lassen sich über integrierte Schnittstellen auch antriebsnahe Sensoren und Aktoren ohne aufwändige zentrale Verkabelung einbinden. So kann die Umrichter-SPS Anlagenzustände direkt auswerten und z.B. auf Lichtschrankensignale mit einer Ablaufsteuerung reagieren. Selbst komplexe Verfahrwege lassen sich mit geregelten Standardmotoren realisieren. In Palettieranwendungen werden Transportgüter mit geringer Zykluszeit sanft platziert – durch koordiniert arbeitende Antriebe an Linear- und Rotationsachsen. Der Umrichter kann in solchen Anwendungen auch eine Pneumatik zum Öffnen der Stapeleinheit selbst ansteuern.
