Präzise auf den Punkt

Mit der Ausbaustufe HighLine der neuen Inverter Drives 8400 brachte Lenze einen Frequenzumrichter auf den Markt, mit dem man Positionieraufgaben einfach und kostengünstig lösen kann. In Verbindung mit dem Lenze-Getriebemotorenprogramm, Standard-Asynchronmotoren oder auch hochdynamischen Applikationsmotoren und Inkrementalgebern sind Positioniergenauigkeiten bis 0,1 Millimeter und Winkelgenauigkeiten bis 0,3 Grad erreichbar.

Absolute, relative und Restweg-Positionierung machen den Weg frei, um Anwendungen ohne kostenintensive Servotechnik zu realisieren – insbesondere dann, wenn die Prozessanforderungen an Dynamik und Präzision nicht höchsten Ansprüchen genügen müssen. Der 8400 HighLine eignet sich vor diesem Hintergrund für Hubwerke, Fahrantriebe, Portalkrane, Querverfahrwagen sowie Regalbediengeräte. Weitere Einsatzgebiete in der horizontalen Materialflusstechnik sind Förderbänder, Ausschleuser oder Drehtische. Durch den hohen funktionalen Umfang der Frequenzumrichter sind Punkt-zu-Punkt Positionierungen im begrenzten, unbegrenzten oder Verfahrbereich realisierbar. In der integrierten Tabellenpositionierung lassen sich 15 Positionen mit unterschiedlichen Fahrprofilen als lineare oder s-förmige Rampen belegen, die ihrerseits für sanfte und mechanisch verschleißarme Positionierungen sorgen. Ebenso ist das Verketten von Fahrprofilen möglich. So lassen sich auf einfache Art verschiedenste Bewegungsprofile erstellen.

Die in der Tabelle im Umrichter abgelegten Positionen werden durch die SPS über das direkte Ansteuerung der Klemmen oder den angeschlossenen Feldbus vorgegeben. Der Antrieb fährt anschließend selbständig die Position an und meldet das Erreichen an die Steuerung. Um dynamisch auf Prozessänderungen in der Maschine zu reagieren, ist eine Override-Funktion implementiert. Wird ein neuer Positionswert während eines laufenden Vorgangs kommuniziert, setzt der Umrichter diesen unmittelbar um und bringt den Antrieb ruckfrei zur neuen Position. Für die Dynamik stellt der 8400 HighLine bis 200 Prozent des Umrichternennstroms als Überlaststrom zur Verfügung. Bis zu 120 Bewegungen pro Minute oder 60 Zyklen pro Minute als Hin- und Rückbewegung sind bei einer an die Leistung angepassten Motor-Umrichter-Kombination möglich.

Höhere Lebensdauer

Für Applikationen, in denen Material angehoben wird, ist der 8400 HighLine mit einem integrierten Bremsenschalter ausgestattet. Hiermit lassen sich ohne zusätzliche Kosten 24-Volt-Bremsen verschleißfrei ansteuern. Für 180- oder 205-Volt-Bremsen stehen externe elektronische – und damit verschleißfreie – Bremsenschalter zur Verfügung, die über einen digitalen Ausgang des Umrichters angesteuert werden. Mit dem integrierten Bremsenmanagement lassen sich Lüftungs- und Einfallzeiten so präzise einstellen, dass bei Hubwerken die ruckfreie Lastübernahme beim Öffnen der Haltebremse sichergestellt ist. Beim Abbremsen erfolgt im umgekehrter Weise das Einfallen der Bremse erst dann, wenn der Motor wirklich steht. Dieses Prinzip schont die Bremsbeläge vor Verschleiß, erhöht die Lebensdauer und senkt letztlich den Serviceaufwand.

Im horizontalen Materialfluss lassen sich die Fahrprofile entsprechend des zu transportierenden Gutes so präzise und sanft einstellen, dass sowohl hohe Produktivität durch Schnelligkeit als auch maschinen- wie materialschonende Bewegungen in Einklang zu bringen sind. Die Rückführung der Lage- und Drehzahlwerte erfolgt dabei über Inkrementalgeber. Kommt ein Geber mit 2.048 Inkrementen zum Einsatz, lassen sich vierpolige Standard-Asynchronmotoren mit Drehzahlen bis 3.000 Umdrehungen je Minute betreiben. Der Vorteil: Motoren können über den gesamten Drehzahlbereich bis in den einfachen Feldschwächebereich hinein ausnutzt werden – und das bei einer Winkelgenauigkeit von 0,3 Grad an der Welle. Zur Kommunikation mit der Steuerung ist in den 8400 HighLine eine CANopen-Schnittstelle integriert, die mit Übertragungsraten von einem Megabaud den schnellen Datenaustausch gewährleisten.

Inbetriebnahme

Statt der aufwändigen Programmierung wird der Umrichter ausschließlich über einfaches Einstellen weniger Parameter an die Positionieraufgabe in der Maschine angepasst: Einschalten des Positioniermoduls, Auswählen der Steuerquelle (Feldbus oder Steuerklemme) und Einstellung des Gebers, des Getriebefaktors sowie der Maschinendaten. Positionsvorgaben erfolgen dabei im Maßsystem der Maschine und müssen nicht erst zeitraubend mit Umrechnungsfaktoren ermittelt werden. Unterstützt werden diese Arbeiten durch die benutzerfreundliche, grafische Oberfläche der Projektierungssoftware L-force Engineer. Sie bietet neben dem Abbild aller beteiligten Maschinenkomponenten auch weitere wichtige Funktionen zur Inbetriebnahme und Diagnose, die über den Feldbus bequem von einem zentralen PC aus erfolgen können. Die frei editierbare Funktionsblockverschaltung zur Implementierung von Logikprogrammen durch grafische Programmierung oder beliebige Funktionsabläufe – initiiert durch Steuerworte oder Steuerklemmen – lassen sich somit komfortabel realisieren. Spezifische, komplexe Antriebsanforderungen werden auf diese Weise durch einfache, übersichtliche und klar dokumentierte Funktionsblöcke abgebildet. Zur Diagnose stehen Datenlogger und Logbbuch zur Verfügung, die die Zustände des Umrichters im zeitlichen Verlauf, ähnlich wie bei einem Oszilloskop, darstellen und aufzeichnen. Zur vorbeugenden Wartung und damit Sicherstellung einer hohen Anlagenverfügbarkeit bieten die Inverter Drives 8400 Funktionen zur Überwachung des Lüfters, der Temperatur oder des Stroms. Der 8400 HighLine schafft den Rahmen dafür, um Tabellen-Positionierungen mit Asynchronmotoren auf preiswerte Art zu realisieren. Dabei reduziert das gleiche „Look and Feel“ der neuen Umrichter-Reihe die Kosten in nahezu allen Schritten der Wertschöpfungskette. Die gesamte Familie der Inverter Drives 8400 erscheint wie aus einem Guss und steht insofern für ein vollständiges Produktspektrum für das OEM-Geschäft – mit Augenmerk auf Skalierbarkeit in Preis, Funktion und Antriebsperformance.