Kostengünstige Antriebssteuerung mit Umrichterfamilie in der Wertstoffgewinnung

Nichteisenmetalle aus dem Müll

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Selbst in einfach erscheinenden Antriebsaufgaben stecken heute aufgrund durchgängiger Maschinenkonzepte oft komplexe Problemstellungen. Gelöst wurden diese bislang mit diskreten aber kostenintensiven Bausteinen. Als Alternative bieten sich moderne Frequenzumrichter an, deren modularer Aufbau in Verbindung mit aktivem Applikationsengineering kräftige Einsparungen ermöglichen. Besonders deutlich wird dies am Beispiel dieses NE-Abscheiders.

Eingebunden in das komplizierte System einer Müllsortieranlage verrichten Trennmaschinen unterschiedlichster Art ihren Dienst, so auch der NE-Abscheider zur Rückgewinnung der Nichteisenmetalle. Ein Schwingförderer, angetrieben durch zwei Unwuchtmotoren, lockert den Wertstoffmüll auf, verbreitert und dosiert den Materialstrom, der dann auf ein Gurtband übergeben wird. In der nicht angetriebenen hinteren Gurttrommel befindet sich eine Magnettrommel, die mit einer wesentlich höheren Drehzahl angetrieben wird als das Gurtband. Die schnell rotierende Magnettrommel erzeugt durch die hohe Frequenz des Magnetfeldwechsels starke Wirbelströme in den NE-Metallteilen. Dadurch erzeugen diese Teile ihrerseits Magnetfelder, die dem äußeren entgegengesetzt wirken. Als Konsequenz werden die NE-Metalle abgestoßen und aus dem übrigen Materialstrom herausgeschleudert. Entsprechend positionierte Auffangbehälter nehmen die herausgetrennten NE-Metalle auf.

Vielfältige Anforderungen
Die Anforderungen an das Maschinensystem sind: Erhöhung der Zuverlässigkeit, Sicherheitsfunktionen im Sinne der geführten Stillsetzung, des Netzausfallbetriebs und sicherer Betrieb bei Busstörungen. Es folgen die Anbindung an ein Visualisierungssystem, der Verzicht auf die Relaissteuerung, die Entfernung der Wärmequelle Bremswiderstand aus dem Schaltschrank sowie Kosteneinsparung.
Mit der modularen Umrichterfamilie „Active“, der Produktlinie Bonfiglioli Vectron werden diese Ziele erreicht. Als Leitstelle der Maschine wird ein Touchscreen mit integrierter SPS und CAN-Bus-Anbindung eingesetzt. Wegen der Möglichkeit, an den Umrichtern alle Aktoren und Sensoren anschließen und über CAN-Bus auswerten zu können, sind keine zusätzlichen Busknoten erforderlich. Als weiteren Einspareffekt durch die Bus-Anbindung sind die Parametrierung und Überwachung der „Active“-Standardgeräte per SPS zu nennen. Über 1000 Umrichterparameter lassen sich damit zentral verwalten.
Die Verbindung über einen Zwischenkreis-Bus sorgt für niedrigen Energieverbrauch und die Möglichkeit, entstehende Bremsenergie in treibenden Achsen zu nutzen. Die Energie der abbremsenden Magnettrommel wird dazu benutzt, das Förderband des NE-Abscheiders zu leeren. Darüber hinausgehende Energien werden durch die Funktionalität Motorchopper kontrolliert über die angebundenen Motoren umsetzt.
Die über Softwarekonfiguration breit einsetzbaren Umrichter werden in der Applikation Schwingförderer und Magnettrommel als geberlose feldorientierte und beim Gurtantrieb als geberlos geregelte Frequenzumrichter eingesetzt. Bei letzterem wertet der Umrichter zudem noch die Impulse des Schieflaufsensors aus, der die Lage des Transportgurts stetig kontrolliert. Beim Stopp des Schwingförderers zeigt sich die Detailkenntnis: Resonanzstarke Bereiche, die zu harten mechanischen Schlägen führen, werden sehr einfach ausgeklammert.
Die Intelligenz der Antriebstechnik sitzt in dieser Applikation in der Bus-Steuerung, die für die Verbindung zu den vor- und nachgelagerten Maschinen sorgt. Eine Sicherungskopie des gesamten Parametersatzes wird auf Compact-Flash gezogen, digitale Ein- und Ausgänge in einfacher Manier im Umrichter verwaltet. Der „Active“ kommt zudem mit kurzzeitigen Netzausfällen sehr gut zurecht.
Halle 4, Stand 171
Weitere Informationen
Frequenzumrichter „Active“
KEM 475
Produktlinie „Antriebselektronik“
KEM 476
Elektrische + hydraulische Antriebstechnik
KEM 477

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