Zur Modernisierung des Fördersystems einer Lebensmittel-Verarbeitungsanlage bei Ruokatalo in Finnland wurden fünf Drehstrom-Kompaktanriebe, jeweils bestehend aus einer Kombination von neuem Frequenzumrichter und Motor, eingesetzt. Ziel war, an kritischen Stellen (z.B. Kurven), wo es in der Vergangenheit zu einem Verkeilen von Transportcontainern oder sogar zum Stillstand der Anlage kam, mit Hilfe geregelter Antriebe Stillsetzung zu vermeiden.
Einleitung
HK Ruokatalo Oyj ist einer der führenden finnischen Nahrungsmittelhersteller. Im Werk Vantaa, bei Helsinki, werden Wurst und andere Fleischfertigprodukte sowie eine breite Palette von Fertiggerichten hergestellt. Der Betrieb beschäftigt ungefähr 550 Mitarbeiter und ist außerdem das wichtigste Verpackungs- und Vertriebszentrum von HK Ruokatalo. Ein Deckenförderer, der eine wichtige Rolle im Produktförder- und Logistiksystem im Werk Vantaa spielt, transportiert mit Hilfe von Rollen und teflonbeschichteten Ketten Kunststoffcontainer, mit denen die Produkte innerhalb des Werks sowie zu den Kunden in ganz Finnland befördert werden. Der Abschnitt des Förder-Systems, mit dem die Container von der Waschstation - es ist äußerst wichtig, strenge Hygienestandards einzugehalten - zum Verteilungszentrum gebracht werden, ist ungefähr 380 Meter lang und hat einen komplexen, kurvenreichen Verlauf. Für den Antrieb enthält er insgesamt 25 Elektromotoren.
Hauptteil
Das Modernisierungsprojekt Im Rahmen eines kürzlich durchgeführten Modernisierungsprojekts wurde beschlossen, fünf der vorhandenen Motoren, die mit fester Drehzahl arbeiteten, durch geregelte Einheiten zu ersetzen. Die neuen Einheiten Comp-AC - eine Kombination aus Frequenzumrichter ACS 160 und Motor - wurden in den Deckenförderer eingebaut. Ziel war, an kritischen Stellen wie Kurven, wo es in der Vergangenheit zu Verkeilen der Container kam oder sogar zum Stillstand der Anlage, jetzt mit Hilfe geregelter Antriebe Stillsetzungen zu vermeiden.
Der Umrichter Der Förderer durchquert Bereiche, die mit Druckwasser gereinigt werden. Für diese Anforderungen haben sich die Umrichter mit ihrer robusten Konstruktion, der Schutzart IP65 und der kompakten Größe angeboten. Die Frequenzumrichter sind dabei direkt auf die Motoren mit Leistungen von 0,75 und 1,1 kW montiert. Dank des modularen Aufbaus ist der Umrichter trotz zahlreicher integrierter Funktionen und Optionen besonders kompakt. Mit einem eingebauten Funkentstörfilter (Option) erfüllt er die strengsten EMV-Anforderungen. Die einbezogenen Feldbus-Schnittstellen erlauben die Anbindung an die wichtigsten Automatisierungssysteme. Bei Anwendungen, die einen Bremsbetrieb des Motors erfordern, verhelfen eingebaute Bremswiderstände und die Ansteuerung einer elektromechanischen Bremse zu einer leicht realisierbaren Lösung. Im Verbund mit einem zusätzlichen Inkremental-Drehgeber ermöglicht das Positionierungsmakro sogar einfache Positionierungsanwendungen. Nur mit dieser Funktionsbreite lassen sich die Anforderungen, die Geschwindigkeiten jederzeit, schnell, unterschiedliche für verschiedene Motore und sehr exakt einzuregeln, realisieren. Der Hauptvorteil des so gestalteten Anlagen-Layouts liegt in der Reduzierung der Installationszeiten und -kosten, da keine Schaltschränke und keine separate Verkabelung zwischen Antrieb und Motor erforderlich sind.
Betrieb und Service Die Motoren treiben den Förderer über Winkelgetriebe an. Die Antriebe werden von Lichtschranken und SPSen gesteuert. Die Lichtschranken ermitteln die Abstände zwischen den Containern und passen deren Geschwindigkeit dem Produktionsablauf an. Die Umrichter sind außerdem über Modbus an einen PC angeschlossen, in dem das neue Fernleit- und Fernüberwachungssystem DriveWEB von ABB installiert ist. Es handelt sich um einen Standard-Industrie-PC, der in einer Verladehalle des Werks installiert ist und über ein GSM-Modem sowie eine Antenne für die Kommunikation über WAP-Telefon verfügt. Auf das System DriveWEB wird mit einem WEB-Browser zugegriffen, der die Bildschirmanzeige alle 30 Sekunden aktualisiert. Der Inbetriebnahmeprozess wurde über das Bedienfeld vorgenommen. Dann wurde auf das DriveWEB im PC umgeschaltet, um zu prüfen, ob die Antriebe ordnungsgemäß arbeiten. Nach der Inbetriebnahme wurde mit DriveWEB die Feineinstellung der Motordrehzahlen vorgenommen.
Intelligente Steuerungsmöglichkeiten DriveWEB bieten den Vorteil, dass das Wartungspersonal unmittelbar automatisch eine Information erhält, sobald eine Unregelmäßigkeit auftritt. Ein sofortiger Eingriff ist möglich, bevor es zu Störungen oder gefährlichen Betriebszuständen kommt. Bei großen und komplexen Installationen - wie bei Transportanlagen mit sehr langen Förderstrecken - kann DriveWEB genau die Stelle ermitteln, an der ein Fehler aufgetreten ist. Instandsetzungs- und Stillstandszeiten können verkürzt und folglich die Produktivität und das Ergebnis gesteigert werden. Die DriveWEB-Software wird auf einem PC installiert, der via Übertragungsprotokoll Modbus mit den Antrieben kommuniziert, wobei die RS-485 Schnittstelle für Modbus vom primären Steuersystem getrennt ist. Darüber hinaus ist der PC an das ‚Web‘ (Internet oder Intranet) angeschlossen und/oder mit einem GSM-Modem für die Kommunikation mit einem WAP-Telefon ausgestattet. Das WAP-System verwendet den GSM-Datendienst und funktioniert in den Ländern, in denen GSM und SMS (Short Message Service) verfügbar sind. Der PC bietet sechs verschiedenen Benutzern Zugriff - zur gleichen Zeit ist immer nur einer zur Steuerung befugt und die anderen nur zur Überwachung. Die Benutzer können den Zustand der Antriebe kontrollieren und eine Fehlerdatenbank einsehen, in der die letzten 120 Fehler gespeichert werden können. Liegt Steuerungsbefugnis vor, bestehen folgende Funktionen: Antriebe starten und stoppen, Zurücksetzungen veranlassen, Vorwärts- oder Rückwärtslauf wählen, Drehzahl-Sollwerte eingeben und eine große Zahl von Parametern einstellen. Die Sicherheit wird mit Benutzer-IDs und den für jeden Benutzer definierten Zugriffsberechtigungen gewährleistet.
Nachrüstmöglichkeiten Der ACS160 wurde derart konzipiert, dass sich die Nachrüstung eines vorhandenen ungeregelten Motors mühelos vornehmen lässt. Es ist eine große Auswahl von Nachrüstsätzen für die gebräuchlichsten Motoren von ABB und anderen Herstellern vorgesehen.
Zusammenfassung
Ein Hauptvorteil der neuen Motor-Umrichter-Kombination liegt in der Reduzierung der Installationszeiten und -kosten, da keine Schaltschränke und keine separate Verkabelung zwischen Antrieb und Motor erforderlich ist. Des weiteren lassensich bestehende Anlagen mit dem neuen Umrichter aufrüsten, so dass die erweiterten Steurungsmöglichkeiten ohen unverhältnismäßig hohen Investitionsaufwand realisierbar sind. Reicht der verfügbare Platz um den Motor nicht aus - und bestehen dennoch die selben hohen Leistungsanforderungen - kann das Gerät auch an einer Wand montiert werden. Auf der Steuerungsseite eröffnet DriveWEB für Modbus dem Benutzer die Fernüberwachung und Fernsteuerung von Antrieben über Internet, Intranet oder WAP-Telefon. Die Übertragung von Warnungen im Störungsfall ist ebenson vorgesehen wie die Möglichkeit für den Benutzer, den Antrieb zu starten und zu stoppen, Fehlermeldungen zurückzusetzen und Parameter einzustellen. Der wichtigste Vorteil der Umrüstung auf die neue Motor-Umrichter-Kombination ist die erhöhte Leistungsfähigkeit. Vorher kam ein- bis zweimal pro Woche zu Stillständen des Förderers von rund 20 Minuten, da der Betrieb mit Festdrehzahl-Motoren zu Problemen bei der Synchronisation führte. Die höhere Zuverlässigkeit erlaubt weiterhin, die Gesamtbetriebslast gleichmäßiger zu verteilen.
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