Schaltschrankplatz ist in Anlagen meist ein teures und kostbares Gut. Somit ist der Betreiber bestrebt, seine Anlagen- und Steuerungstechnik so kompakt wie möglich zu realisieren. Gefragt sind daher Lösungen, die möglichst kleine Bauformen für den Schaltschrankeinbau, aber auch Produkte für dezentrale Konzepte zur Installation direkt in der Anlage bieten.
Moderne Frequenzumrichter und drehzahlgeregelte Antriebe bieten neben reinen Prozess- und Energieverbrauchsoptimierungen hinaus ein erhebliches Potenzial für die Verlagerung von Sicherheits- und Überwachungsfunktionen in den Antrieb. Damit erleichtern sie den Anlagenbetreibern die Fehlersuche und erlauben eine optimale Überwachung und Kontrolle der Prozesse. Nicht zu vernachlässigen ist dabei auch die mögliche Kostenersparnis durch weniger Verdrahtungsaufwand und Platzersparnis in den oft recht engen Schalträumen und -schränken.
Gerade bei in der Chemie weit verbreiteten 690-V-Anlagen ist dies für kleine Leistungsgrößen nicht selbstverständlich. Viele Hersteller bieten nämlich häufig Lösungen als 690-V-Geräte an, für die größere Leistungen einfach nur kleiner gelabelt werden. So erscheint dann beispielsweise ein 11-kW-Gerät bis zu zwei Leistungsstufen kleiner, also als 5,5 kW, damit es die konstruktiven Rahmenbedingungen für 690 V einhält. Ein Nachteil dieses Vorgehens: Die Geräte sind trotz kleiner Leistung relativ groß, schwer und sperrig.
Abhilfe schafft nur eine eigens entwickelte 690-V-Gerätereihe, die sich auch bei kleineren Leistungen einsetzen lässt. Solche Geräte sind dann auf Baugröße optimiert. Trotzdem bieten sie, ebenso wie die großen Varianten, die geforderte elektrische Betriebssicherheit.
In vielen Anlagen der chemischen und pharmazeutischen Industrie bringt es für den Anwender erhebliche Vorteile, wenn die eingesetzte Antriebslösung im gesamten Spannungsbereich von 400 über 500 bis hin zu 690 V bereitsteht. Er kann so seinen Aufwand für Planung, Entwicklung, Bau und Inbetriebnahme einer Anlage oder auch für die Modernisierung und den Betrieb bestehender Anlagen minimieren. Denn Konstrukteure und Projektierer müssen weniger Planungsunterlagen vorhalten und reduzieren den Aufwand für Schulung und Aktualisierung von Gerätedaten. Im täglichen Einsatz sinkt der Lagerbestand an Ersatzgeräten. Wartungstechniker und Bediener benötigen weniger Schulung und müssen sich nicht mit Inbetriebnahme-Prozeduren unterschiedlicher Hersteller vertraut machen. Denn gerade bei aktuellen Geräten, die funktionale Sicherheit integriert haben, würde dies einen erheblichen Mehraufwand aufgrund der verschiedenen sicherheitsrelevanten Prozeduren und Software-Versionen bedeuten.
Mehr Funktionen im Antrieb
Ebenfalls von Vorteil: ein eingängiges Bedienkonzept über den gesamten Leistungsbereich, der von wenigen Watt bis hin zu einigen Megawatt reichen kann. Fehlbedienung in der Produktion lässt sich so reduzieren. Aber auch eine einheitliche Fehlersuche erhöht Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit der Anlage und senkt die Stillstandszeit im Fehlerfall deutlich. Durch die zunehmende Verbreitung von Permanentmagnetmotoren auch für vergleichsweise anspruchs-lose Anwendungen tritt die Ansteuermöglichkeit verschiedener Motortechnologien wie PM- und Asynchronmotoren mit den gleichen Frequenz-umrichtern in den Vordergrund.
Damit bleibt für den Konstrukteur alles beim Alten - nur die einzugebenden Motordaten ändern sich. Ein großer Vorteil für schnelle und effiziente Planung und Nachrüstung bestehender Anlagen ist dabei, dass die effizienteren und kompakteren PM-Motoren bereits in IEC-Normgehäusen lieferbar sind und der Anwender ihre Vorteile einfach durch den Austausch nutzen kann.
Immer komplexere Anlagen, dabei meist kompakter ausgeführt, führen zu der Forderung der Anwender und Maschinenbauer, immer neue Funktionen in den Antrieb zu verlagern. Daraus ergibt sich als weiterer wichtiger Aspekt für die richtige Auswahl eines Antriebssystems die Verfügbarkeit passender Erweiterungsoptionen wie Feldbusse, zusätzliche Relais oder auch Sonderfunktionen wie Motion-Control-Einheiten.
Wichtige Sicherheitsfunktionen
Dabei sollte der Anwender darauf achten, dass diese im gesamten Leistungsbereich kompatibel sind. Das gewährleistet eine einheitliche Handhabung, was Installation, Konfiguration, gegebenenfalls Programmierung und Bedienung betrifft. Dies senkt auch die Kosten bei den Ersatzteillagern, denn das Service-Team muss weniger Teile vorhalten.
Einen besonderen Stellenwert bekommen Sicherheitsfunktionen, die heute mehr und mehr in die Antriebe verlagert werden: Ergänzungsmodule für die Kaltleiterüberwachung von Motoren, Atex-konforme Kontrollfunktionen, Isolationsüberwachung in IT-Netzen - nur einige Beispiele für in Antriebe integrierbare Sicherheitsfunktionen, die Verdrahtungsaufwand und teure externe Komponenten reduzieren.
Zusätzlich wird die Verfügbarkeit der Anlage und die Sicherheit für Anlage und Benutzer erhöht. Modulare Systeme bieten dabei die höchste Flexibilität für individuelle Anpassungen an die geforderte Antriebsaufgabe.
Wichtig zu beachten ist für Anlagenbetreiber, dass das Produktportfolio des Antriebsherstellers neben den eigentlichen Antrieben auch wichtiges Zubehör umfassen sollte, wie Sinus- oder du/dt-Filter, integrierte EMV-Filter sowie AHF- oder aktive Filter zur Reduzierung von Netzrückwirkungen. Dies sichert die Netzqualität in der Anlage sowie die einwandfreie Funktion auch empfindlicher Messgeräte, die ansonsten durch Oberschwingungen beim Einsatz vieler Umrichter in ihrer Funktion beeinträchtigt sein können oder ganz ausfallen.
Schließlich gilt, dass guter Service gerade für Antriebe entscheidend ist, die für den sicheren Betrieb der Anlage unverzichtbar sind. Betreiber sollten auf Anbieter mit guter Beratung und Unterstützung bei Planung sowie Inbetriebnahme setzen. Wenn dann im - hoffentlich seltenen - Fehlerfall auch kurze Servicezeiten garantiert und die Antriebe auf eine lange Lebenszeit ausgelegt sind, steht einer hohen Verfügbarkeit der Anlage mit wenigen Ausfällen nichts mehr im Weg.
