Drehzahlveränderbare Antriebe mit durchgängiger Kommunikation

Abgestimmtes Zusammenspiel

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Mit dem Antriebs-Engineeringsystem Drives ES profitiert die Sparte Antriebstechnik von den Vorteilen der T.I.A. (Totaly Integrated Automation) des hier vorgestellten Unternehmens. Damit lassen sich Automatisierungs- und Antriebsaufgaben in nahezu allen Branchen durchgängig, komfortabel und kostengünstig lösen.

Der Autor Dipl.-Ing. Peter Müller ist Mitarbeiterder Siemens AG, Erlangen

Moderne Antriebe sind heute mehr als Aktoren, die elektrische Energie in mechanische Drehmomente umwandeln. Sie verfügen über eigene Intelligenz und können Regelungs- und Steuerungsaufgaben übernehmen – Voraussetzungen für modulare, dezentrale Anlagenkonzepte. In dieser Situation stellen Eigenschaften wie Skalierbarkeit, Standardisierung und Durchgängigkeit in der Antriebstechnik den Schlüssel dar, um die Ratiopotenziale frei zu setzen, die notwendig sind, dem immer stärker werdenden Marktdruck standzuhalten.
Siemens bietet mit seiner Antriebstechnik ein Spektrum an, das nicht nur die Anforderungen bezüglich Leistungsfähigkeit, Flexibilität, Verfügbarkeit und Geschwindigkeit erfüllt. Durch die Einbindung in Totally Integrated Automation bietet es auch Durchgängigkeit bzgl. Kommunikation, Projektierung und Datenhaltung. Drei Eigenschaften, die aus der Summe von Komponenten erst ein System machen, das durch das abgestimmte Zusammenspiel der Einzelkomponenten beim Engineering, im Betrieb sowie bei Service und Wartung den eigentlichen Kundennutzen schafft.
Generelle Bus-Schnittstelle
Voraussetzung für die Integration der drehzahlveränderbaren Antriebe von Siemens in T.I.A. ist zunächst die Möglichkeit, über den international genormten Feldbus Profibus mit Simatic-Komponenten, z. B. S7-Steuerungen, zu kommunizieren. Dies ist bei sämtlichen drehzahlveränderbaren Antrieben durch Optionsbaugruppen mit Profibus-Schnittstellen realisiert. Ob Standardantriebe der Micro- und Combimaster Familien, die Antriebssysteme Simovert Masterdrives und Simodrive 611 U, ob die dezentralen Antriebssysteme Simodrive Posmo, die Gleichstromantriebe Simoreg oder die Mittelspannungsantriebe Simovert MV, sie alle verfügen über die gleichen Kommunikationsfunktionen am Profibus-OP. Mit dem auf die Antriebstechnik zugeschnittenen Profil Profidrive, das azyklischen Datenverkehr, Äquidistanz und Querverkehr ermöglicht, etabliert sich Profibus-DP auch für die Antriebstechnik als Standardbussystem.
Der zweite, wesentliche Schritt zur Einbindung der Antriebe in T.I.A. ist das neue Engineeringsystem Drive ES. Es eröffnet den Antrieben die einheitliche Projektier- und Programmiersoftware von Simatic (Step 7-Umgebung) und besteht im wesentlichen aus drei Funktionspaketen:
n Drive ES Basic: Bedien-, Parametrier- und Service-Tool
n Drive ES Graphic: Graphisches Projektieren mit CFC
n Drive ES Simatic: Simatic-Antriebsbausteinpaket für Simatic S7-CPU und PCS 7
Plattform für alle drei Pakete ist der Simatic-Manager, in dem sämtliche Projektierungen und Bibliotheken für Automatisierung- und Antriebe verwaltet werden. Der Einsatz von Drive ES verschafft dem Anwender den Vorteil, alle Engineeringaufgaben von Steuerung und Antrieben nur noch mit einem Werkzeug zu bearbeiten. Einheitliche Oberflächen, einfache Handhabung und integrierte Systemfunktionen sowie die gemeinsame Datenhaltung erleichtern die Arbeit und sparen Zeit.
Anwendungsbei-spiele und Branchen
Automobilindustrie: Dort findet man Standardantriebe (Micromaster), z. B. in der Fördertechnik ebenso wie Simovert Masterdrives Vector Control für die verschiedensten Hebezeuge, Prüfstände und Pressen. Überall dort, wo positioniert werden muss oder Gleichlauf bzw. elektronische Getriebe verlangt werden, sind Simovert Masterdrives MC, Simodrive 611 U- oder Simodrive Posmo-Antriebssysterne im Einsatz.
Die Antriebsleistungen bewegen sich dabei zwischen einigen Watt und Megawatt (Pressen). Bei allen diesen Anwendungen kommt es besonders auf hohe Verfügbarkeit sowie kurze Projektierungs- und Inbetriebnahmezeiten an.
Eine ähnlich große Rolle spielt der Einsatz von T.I.A.-fähigen Antrieben in den Branchen Chemie, Pharmazie, Petrochemie. Denn nur sie lassen sich problemlos in die Prozessleittechnik über das Prozessleitsystem Simatic PCS 7 einbinden. Auch hier besteht die Nachfrage nach dem gesamten Antriebsspektrum von Niederspannung bis hin zur Mittelspannung. Die bis zu 6,6 kV bei großen Leistungen im Mittelspannungsbereich werden durch den Simovert MV Umrichter vertreten, der mit der innovativen HV-IGBT-Technik ausgerüstet ist.
Selbst in nicht so homogenen Branchen – ein Beispiel dafür ist der Bereich Nahrungs- und Genussmittelindustrie –, in denen unterschiedliche Unterbranchen unterschiedliche Anforderungen an die Antriebstechnik stellen, ist ein durchgängiger Trend erkennbar: höhere Verfügbarkeit sowie Flexibilität und Geschwindigkeit durch die Verteilung auf mehrere Motorachsen an der Maschine. Diese werden verwaltet und koordiniert über Bussysteme – ideale Anforderungen für T.I.A.-Antriebe. Zum Einsatz kommen hier größtenteils Standardantriebe (Micromaster, Combimaster) für die Fördertechnik und Motion Control-Antriebe Simovert Masterdrives MC, Simodrive Posmo und Simodrive 611 U für die Abfüllung und Verpackung.
Clean Power
Das Thema „saubere Netze“ wird immer wichtiger. Die Siemens-Antwort heißt Einspeisung mittels Active Front End (AFE). AFE ist eine selbstgeführte, gepulste Einspeise-Rückspeise-Einheit, bestehend aus einem intelligenten Stromrichter mit IGBT-Modulen und Clean-Power-Filter. Kurzum eine High-End-Netzanschaltung, die sich durch sinusförmigen Netzstrom im Betrieb auszeichnet. Die Niederspannungs-Umrichtersysteme Simovert Masterdrives (mit einem Standardleistungsbereich zwischen 37 und 1 200 kW) sind optional mit AFE lieferbar.
Mit an Bord – der passende Motor
Umrichter allein machen noch keinen Antrieb aus. Ein leistungsstarker, auf die Anwendung zugeschnittener Motor gehört dazu.
In explosionsgefährdeten Bereichen, z. B. in der Chemie- und Erdölindustrie oder in Gaswerken, ist der Einsatz von EEx-Motoren angesagt. Die effizienteste Einheit aus Umrichter und Motor stellen Combimaster dar, besonders wirtschaftlich sind die Energiesparmotoren. Für den Motion Control-Bereich steht eine Reihe von hochdynamischen Synchron(Servo)-, Asynchron- Linear- und Positioniermotoren zur Auswahl. Hochspannungsmotoren von listenmäßig 200 kW bis 35 MW runden das Motorenspektrum ab.
Antriebe mit einheitlicher Projektier- und Programmiersoftware
Die Antriebstechnik des hier vorgestellten Unternehmens bietet mit seinem breiten Spektrum nicht nur intelligente und wirtschaftliche Antriebslösungen für jede Branche. Mit der Einbindung aller drehzahlveränderbaren Antriebssysteme in Totally Integrated Automation erhält der Anwender zudem den entscheidenden Mehrwert. Denn T.I.A. ermöglicht Lösungen für Anlagen und Maschinen, die optimal auf die Belange der Fertigungs- und Prozessindustrie abgestimmt sind und den Anwendern dadurch ein Ratiopotenzial für höhere Performance und Senkung der Life-Cycle-Kosten bieten.
Ausführliche Informationen
Standard Drives
KEM 294
Simovert Masterdrives
KEM 295
Simodrive Posmo
KEM 296
Simodrive 611
KEM 297
Simoreg DC-Master
KEM 298
Simovert MV
KEM 299
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