Die Anforderungen im Maschinenbau werden immer umfangreicher. Es gilt in immer kürzerer Zeit, zu geringeren Kosten Maschinen zu bauen, die nicht nur immer leistungsfähiger sein sollen, sondern auch immer sparsamer mit Energie umgehen. Mit seiner Lean-Solution-Strategie setzt Eaton genau das um. Die Basis für das Lean-Solution-Konzept bildet die intelligente Verbindungs- und Kommunikationstechnik Smartwire-DT. Gerade für Motorstarterkombinationen, Softstarter und Frequenzumrichter bietet Lean Solution viele erweiterte Funktionen.
Exklusiv in KEM Dieser Beitrag stammt von der Eaton Industries GmbH, Electrical Sector EMEA, Bonn
Sowohl Eatons digitale Motorschutzschalter PKE, als auch die neuen DS7 Softstarter und die im November 2012 vorgestellte Power XL Frequenzumrichterreihe können in ein Smartwire-DT System integriert werden. So bieten die Geräte nicht nur den Vorteil der einfachen Verdrahtung (Lean Connectivity), sondern auch eine erweiterte Antriebsüberwachung (Lean Power). Prozessrelevante Daten wie der aktuelle Motorstrom, thermische Auslastung und Betriebszustände lassen sich ohne kostenintensive I/O-Technologie kontinuierlich überwachen und analysieren. Dank der umfangreichen Diagnosemöglichkeiten der einzelnen Smartwire-DT Teilnehmer können Anlagenbetreiber anbahnende Störungen zeitnah erkennen und rechtzeitig in den Produktionsprozess eingreifen – bevor dieser ungeplant unterbrochen wird.
Als Eaton das Smartwire-DT-Konzept entwickelte, bestand u.a. das Ziel darin, die Lean Methodik auf das Engineering und die Automatisierungsprozesse zu transferieren. Kern der Lean-Solution-Strategie ist es, Verschwendung im Maschinen- und Anlagenbau zu vermeiden und so Kosten zu sparen. Hier zeigt Eaton leistungsfähige Alternativen auf, um, dem Lean-Gedanken folgend, Optimierungspotenziale voll auszuschöpfen. Verschwendung kann dabei Aspekte betreffen wie lange Wege, Wartezeiten, Überproduktion sowie Fehler und komplizierte Prozesse.
Flexible Lösungen
Die schmelzsicherungslosen Motorschutzschalter der PKZ-Familie bieten Kurzschluss- und Überlastschutz. Ergänzend ist die PKE-Serie hinzugekommen, die anstelle eines Bimetallauslösers über einen elektronischen Weitbereichsüberlastschutz verfügt. Die PKE-Einheiten sind modular aufgebaut und bieten mit steckbaren Auslöseblöcken mit Motorströmen bis 65 A hohe Flexibilität. Große StromeinsteIlbereiche reduzieren die Variantenvielfalt und damit auch Projektierungsaufwände und -kosten. Sie nutzen für den Aufbau von Motorstarterkombinationen bis 15 A die bewährte Kombistecktechnik aus dem xStart-Sortiment, die durch werkzeugloses Kombinieren von Standardkomponenten mit Motorstartern Montage-und Verdrahtungszeiten reduziert.
Softstarter lösen Stern-Dreieck-Starter vermehrt als vollwertige Lösung ab. Dies gilt für den Austauschfall ebenso wie für die Neuplanung von Anlagen. Außerdem reduzieren Softstarter gleichermaßen die Kosten und den Platzbedarf. Sie eignen sich insbesondere für Anwendungen bei Pumpen, Lüftern und Förderbändern. Eine Erweiterung erfährt die DS7 Gerätereihe durch Softstarter mit integrierter Smartwire-DT-Kommunikationsschnittstelle. Die Reihe umfasst heute Geräte von 4 bis 200 A mit einer einheitlichen Ansteuerung und Funktionalität. Die asymmetrische Zündsteuerung unterbindet Gleichstromanteile, die üblicherweise bei einem zweiphasig gesteuerten Softstarter entstehen (Eaton EU-Patent EP12 40706B 1). Damit wird einerseits ein unrunder Hochlauf des Motors gewährleistet und andererseits die Hochlaufzeit minimiert.
Robuster Antrieb
Im November 2012 stellte Eaton auf der SPS/IPC/Drives seine Power XL Frequenzumrichter bis 250 kW vor, mit denen es seine Lean-Solution-Strategie auch auf den Produktbereich Frequenzumrichter ausweitet. Gerade im Maschinenbau sowie in der Förder- und Gebäudetechnik ist eine einfach zu installierende, bedienerfreundliche und energieeffiziente Technologie gefragt. Hier führt Eaton mit dem Power XL Frequenzumrichter zwei Optionen am Markt ein: den DC 1 Compact (0,37 bis 11 kW) sowie den DA 1 Advanced Machinery Drive (0,75 bis 250 kW). Beide lassen sich über aufsteckbare Smartwire-DT-Module einfach in das Kommunikationssystem einbinden.
Alle Geräte mit der Schutzart IP20 liefern die volle Leistung bis zu Umgebungstemperaturen von 50 °C und zeichnen sich durch einen kurzschlussfesten Ausgang aus. Für Modelle bis 160 kW bietet Eaton den DA1 auch in Schutzart IP55. So kann der Frequenzumrichter auch ohne extra Schutz in feuchten und staubigen Umgebungen verwendet werden.
Für die Einbindung in das Smartwire-DT Netz wird lediglich ein Smartwire-DT-Funktionselement auf das Gerät aufgesteckt. Über diese Schnittstelle sind die Frequenzumrichter zentral parametrierbar. Auch Steuerbefehle können über das Netzwerk an die Geräte gesendet und Diagnosedaten ausgelesen werden. Die Mechanismen zum Lesen und Schreiben sämtlicher Geräteparameter nutzen den im Profi- drive-Profil für die Antriebe beschriebenen Parameterkanal. Dieser bietet einen einheitlichen Parameterzugriff nicht nur auf Frequenzumrichter, sondern auch auf die Softstarter DS7. Ein detailliertes Diagnosesystem erkennt und meldet Fehler und verfügt über einen auslesbaren Fehlerspeicher.
Die Lean-Solution-Strategie
Die Strategie für Lean Solutions umfasst drei Themen: Lean Connectivity, Lean Automation und Lean Power.
Bei Lean Connectivity geht es darum, die aufwendige und fehleranfällige Punkt-zu-Punkt-Verdrahtung im Schaltschrank und in der Peripherie zu eliminieren und durch die standardisierte Smartwire-DT Leitung zu ersetzen. Damit gelingt es, den Aufwand für Verdrahtung, Test und Inbetriebnahme in vielen Schaltanlagen um bis zu 85 % zu reduzieren. Die grüne Leitung versorgt nicht nur die Komponenten mit Strom, sondern übernimmt gleichzeitig die Datenkommunikation. Alle Teilnehmer des Systems werden kommunikationsfähig. So entfallen ganze Geräteebenen wie Ein-/Ausgabebaugruppen und folglich entsprechende Anschaffungs-und Wartungskosten.
Lean Automation bindet die Welt der Hydraulik mit ein in die Elektro- und Automatisierungstechnik.
Das Lean-Power-Konzept zielt auf den Einsatz energieeffizienter Komponenten und die Standardisierung der Steuerstromverdrahtung ab. Zudem geht es darum, die Energieeffizienz einer Maschine oder Anlage mit Hilfe der durch Smartwire-DT verbesserten Datentransparenz zu erhöhen. Von der Steuerung bis zum Sensor/Aktor liegen die Strom- und Energieverbräuche vor, die sich damit gezielt optimieren lassen.
Eaton, Tel.: 0228 602-2535,
E-Mail: ChristianBuecker@ eaton.com
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