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Drive Controller Pro von KEB Automation

Geberlose Motorüberwachung

18. November 2020, 12:10 Uhr   |  Tobias Schlichtmeier

Geberlose Motorüberwachung
© KEB Automation

Mit dem »Combivert S6/F6 Pro« gewährleistet KEB Automation geberlose Sicherheit.

Die Sicherheit von Mensch und Maschine haben im Bereich der Automatisierungstechnik höchste Priorität. Umgesetzt werden kann das mit geberlosen Funktionen. Für Energieeffizienz bei Motoren sorgt indes eine neue Richtlinie.

Welches Ziel hat funktionale Sicherheit? Die von technischen Einrichtungen ausgehenden Risiken für Mensch und Umwelt zu minimieren. Gefahren gehen für den Bediener beispielsweise von Bearbeitungs- oder Werkzeugmaschinen aus, die mit hoher Drehzahl rotieren. Vorteile bietet hier Antriebstechnik, die erforderliche Safety-Funktionen ohne Drehgeber gewährleistet.

Um gefährliche Betriebszustände zu vermeidenb, begrenzen Sicherheitsfunktionen die Drehzahlen, Drehrichtungen oder Achspositionen. Dies wirtschaftlich zu realisieren, ist die Zielsetzung der Drive Controller mit integrierten Sicherheitsfunktionen und einer Sicherheitssteuerung im Portfolio von KEB Automation. Im Vergleich zu bisherigen Anwendungen mit klassischer, sicherer Geberrückführung stellt der »Combivert S6/F6 Pro« viele Funktionen ohne externen Geber bereit. Somit reduziert sich für den Anwender der Verdrahtungsaufwand, zudem wird das Sicherheitskonzept vereinfacht. Bei einigen Anwendungen mit kompakten oder Hochfrequenzspindel-Motoren ist kein Geberanbau möglich. Da jedoch zum Beispiel die Drehzahlüberwachung auf Signale von Gebern angewiesen ist, sind neue Konzepte für Sicherheitsfunktionen ohne Sensorik notwendig. Geberlose Sicherheit im Antrieb ist der möglichen Individualisierung außerdem kostengünstig. Außerdem reduziert sich der Aufwand für Wartung und Instandhaltung.

Geberlose Sicherheitsfunktionen
© KEB Automation

Eine Übersicht über geberlose Sicherheitsfunktionen.

So funktioniert der Drive Controller

Geberlose Sicherheitsfunktionen können in unterschiedlichen Anwendungen zum Einsatz kommen. Ein Beispiel sind Werkzeugmaschinen in Form von CNC-Bearbeitungszentren, mit denen der Anwender mehrere Bearbeitungsschritte an einem Werkstück ausführen kann. CNC-Maschinen umfassen unter anderem Funktionen von Dreh-, Fräs- und Bohrmaschinen und eignen sich beispielsweise zur Komplettbearbeitung von Werkstoffen wie Holz, Kunststoff, Glas oder Metall.
Sichere Funktionen einfach erklärt:

  • SLS (Safely Limited Speed)
    Mit der Funktion SLS überwacht der Antrieb die Geschwindigkeit. Beim Überschreiten der eingestellten Geschwindigkeitsgrenze erfolgt eine Fehlerreaktion, die bei der Projektierung festgelegt wurde. Die SLS Funktion schützt Werkzeuge vor Überdrehzahl.
  • SLA (Safely Limited Acceleration)
    Die SLA-Funktion überwacht die Beschleunigungsrampen. Sie verhindert, dass der Motor die festgelegten Begrenzungen während der Beschleunigung überschreitet.
  • SS1 (Safe Stop 1)
    Das Stillsetzen des Antriebs wird über die Funktion SS1 sicher überwacht. Anschließend wird das Drehmoment abgeschaltet (Sicherheitsfunktion STO wird aktiviert).
  • SDLC (Safe Door Lock Control)
    Als Haubenverriegelung der Maschine ist die Funktion SDLC zu verwenden, die die Haube lediglich bei sicherem Stillstand des Motors öffnet (zum Beispiel für den Werkzeugwechsel).
  • SSM (Safe Speed Monitor) and SMS (Safe Maximum Speed)
    SSM liefert ein sicheres digitales Signal zur Geschwindigkeitsüberwachung mit dem andere Anlagenteile ansteuerbar sind. SMS überwacht permanent eine maximale Geschwindigkeit, ohne die Überwachung extra aktivieren zu müssen.

Neue Ökodesign-Richtlinie

Nachhaltigkeit und Umweltschutz sind ebenfalls längst in der Automations-Branche angekommen. Das zeigt sich an der neuen Ökodesign-Richtlinie, die ab Juli 2021 in Kraft tritt. In der Richtlinie wurde der Mindestwirkungsgrad weiter verschärft. Das bedeutet, dass Unternehmen etwa IE2-Motoren (IE = Wirkungsgradklasse) lediglich in Kombination mit einem geregelten Antrieb, also einem Frequenzumrichter, betreiben dürfen.

»Grund hierfür ist, dass eine Vielzahl an Asynchronmotoren, insbesondere Pumpen und Lüfter, immer noch direkt am Netz betrieben werden. Der Einsatz eines Umrichters steigert die Energieeffizienz je nach Anwendung enorm«, erklärt Tim Aufderheide, Applikationsingenieur bei KEB. Direkt am Netz dürfen Firmen lediglich noch Motoren der Klasse IE3 oder höher betreiben, so Aufderheide. Außerdem müssen mit Inkrafttreten der neuen Richtlinie Frequenzumrichter einen Mindestwirkungsgrad erfüllen. Um das bewerten zu können, beschreibt die Norm (EN 61800-9-2) Grenzwerte und Methoden zur Bestimmung der Energieeffizienz von Frequenzumrichtern.

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