DER KONSTRUKTEUR 12/2016

MECHATRONIK
"INTELLIGENTE LEISTUNGS-
STELLER REDUZIEREN
STILLSTANDSZEITEN UND
ERHÖHEN DIE MASCHINEN-
VERFÜGBARKEIT"
www.DerKonstrukteur.de
Katrin Broichhausen,
Business Development
Manager, GEFRAN
Deutschland GmbH
SPECIAL
Durch das intelligente Zusammenspiel
von Softwarefunktionen und
Elektronmechanik tragen IGBT-Leistungssteller
mit kurzschlussfestem
Ausgang in der industriellen
Wärmebehandlung maßgeblich zur
Einsparung von Energie und einer
steigenden Prozesssicherheit bei.
Sie eignen sich für alle Betriebsarten
und die unterschiedlichsten Lasten,
minimieren Produktionsstörungen
und Maschinenstillstände und
optimieren sich selbst.
LEISTUNGSSTELLER
MIT ELEKTRONISCHER
SICHERUNG
Die Leistungssteller vom Typ GFW Xtra
reagieren flexibel auf verschiedene
elektrische Lasten und können daher
mit den unterschiedlichsten Heizlasten
verknüpft werden. Innovative leistungsfähige
Algorithmen sorgen für
ein optimales Lastenmanagement. Die
Steller können mit verschiedenen
Optionen ausgestattet werden. In der
Ausführung Xtra stehen sie bisher bis
100 H und Nennspannung
480 VAC bereit. Zudem bieten die
GFW-Geräte einen Temperatureingang
für die PID-Regelung sowie Alarmausgänge.
Ein externes Tableau erleichtert
die Bedienung. Es erlaubt die Parametrierung,
die Speicherung der Parametersätze
und die Anzeige der Betriebsdaten
wie Laststrom, -spannung und
-leistung sowie Netzfrequenz. Auch der
Stromverbrauch wird wahlweise pro
Zeiteinheit oder Vorgang erfasst,
wodurch sich sofort der Energieverbrauch
ermitteln lässt.
01
01 Bei einer kurzen Stromunterbrechung im Mikrosekundenbereich nimmt der Leistungssteller
das System mit einer Soft-Start-Rampe innerhalb kürzester Zeit wieder in Betrieb
Die geringeren Stillstandzeiten und eine höhere Maschinenverfügbarkeit wirken
sich unmittelbar auf die Produktivität und den Profit aus. Besonders bei dem Betrieb
von kontinuierlich beheizten Öfen oder in Anlagen, die im 2 – 3-Schichtbetrieb
fahren, senkt ihr Einsatz die Notwendigkeit für Eingriffe durch eine Fachkraft
signifikant. Die Produktion läuft wesentlich sicherer und störungsfreier. Gleichzeitig
sinkt der Ausschuss.
IM FOKUS: PROZESS- UND PRODUKTIONSSICHERHEIT
Gefran konzipierte seine IGBT-Leistungssteller mit dem Fokus auf Prozess- und Produktionssicherheit.
Dabei sorgt das sich selbst wieder hochfahrende System für
größtmög liche Produktivität. Zusätzlich verfügt das Gerät über Diagnosefunktionen,
die der übergeordneten Steuerung oder einer HMI-Schnittstelle mitteilen, wo künftig
mit Ausfällen zu rechnen sein wird:
n Evaluierung der Spannungsabbrüche: das Gerät erfasst die Anzahl der spontanen
Überstromsituationen. Ein Algorithmus detektiert und meldet Abweichungen
vom Mittelwert. So wird auf möglicherweise ausfallende Elemente
der Regel strecke verwiesen.
n Interne Temperaturüberwachung: das Gerät überprüft ständig die Temperatur an
Netz- und Lastklemme, Lüfter und Leistungsteil. Erfahrungsgemäß entstehen hier
Schäden, die sich durch eine kontinuierliche Temperaturerfassung rechtzeitig erkennen
lassen. Dazu zählen der mangelhafte Kontakt an den Klemmen, eine eingeschränkte
Lüfterfunktionalität oder Leistungsteile, die längere Zeit unerkannt kurz
vor dem Kurzschluss stehen und zu großen Schäden führen können.
SPEZIFISCHE ANPASSUNG DURCH PARAMETRIERUNG AM PC
Die Parametrierung der IGBT-Leistungssteller zur Anpassung an die jeweiligen Verfahren
und zur adaptiven Regelung von Strom, Spannung und Leistung erfolgt über
den PC. Sämtliche während des Prozesses auftretenden Veränderungen von Strom,
Spannung oder Widerständen an der Last sowie weiterer Prozesswerte werden diagnostiziert
und kompensiert. Bei nicht-linearen Widerständen ermög lichen hinterlegte
Messkurven die Kompensation von Ausfällen. Die Prozessdaten – insgesamt
bis zu 2000 Einzelwerte – werden über eine Feldbusschnittstelle wahlweise über eine
Modbus-TCP, Profibus, CANopen, Ethernet IP oder EtherCAT erfasst und an die
übergeordnete Steuerung gemeldet. Damit kann ein Thyristor mit IGBT-Elektronik
in Instandhaltungs-, Energie- und Netzmanagementsysteme einge bunden werden.
Er ist sozusagen Industrie-4.0-tauglich.
www.gefran.com
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