Motion Control Alles drin, was man so braucht

Redakteur: Gerd Kucera

Noch nie war so viel in einem Frequenzumrichter drin wie im Altivar 71, verspricht der Hersteller und liefert seine neue Gerätegeneration sodann mit besonderen Merkmalen aus wie 150...

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Noch nie war so viel in einem Frequenzumrichter drin wie im Altivar 71, verspricht der Hersteller und liefert seine neue Gerätegeneration sodann mit besonderen Merkmalen aus wie 150 Anwendungsfunktionen, 220% Überlastfähigkeit, 1000 Hz Motorfrequenz, sicherer Halt, Power Removal gemäß IEC/EN 61508-1 SIL2 und EN 954-1 Kategorie 3 und und und. Der Beitrag skizziert den Fassettenreichtum und zeigt, was bei diesen Geräten Stand der Technik ist.Moderne Automatisierung erfordert elektromotorische Antriebe, die in ihrer Drehzahl in einem weiten Bereich stufenlos einstellbar sind. Gleichzeitig gilt es hohe Anforderungen hinsichtlich Dynamik und Wirkungsgrad des Systems zu erfüllen. Aufgaben, die der Frequenzumrichter übernimmt. Diese Geräte erzeugen aus dem starren 50-Hz-Netz ein Netz mit variabler Frequenz, Spannung und Strömen und somit eine variable Motordrehzahl. Moderne Vertreter dieser Gattung arbeiten intern mit Motorberechnungsmodellen und errechnen über eine Vektor-Regelung Blind- und Wirkanteil des Motorstroms separat. Sie sorgen damit für einen optimalen lastunabhängigen Drehmomentenverlauf. Eine neue Generation mit besonderen LeistungsmerkmalenAls es Frequenzumrichter heutiger Prägung noch nicht gab, hat man beispielsweise Netze mit unterschiedlicher Frequenz über rotierende Umformer gekoppelt, um elektrisch eine Drehzahlveränderung zu erreichen. Vorteile der stufenlosen Drehzahlverstellung sind beispielsweise Energieein-sparungen beim Hochlauf und Bremsen oder Netzentlastungen durch Wegfall von Spitzen und harten Stößen, was in der Summe den Betrieb verbessert. Einschlägige Marktuntersuchungen zeigen, dass erst ein ganz geringer Teil der elektrischen Antriebe drehzahlvariabel arbeitet. Ein weites, unbestelltes Feld also für Hersteller von modernen Antriebslösungen. Und immer wieder kommen Neuentwicklungen mit besonderen Merkmalen auf den Markt. Telemecanique Altivar 71 ist ein Beispiel dafür. Diese neue Generation von Frequenzumrichtern zeichnet sich durch eine außergewöhnlich hohe Leis-tungsbandbreite aus. Damit können Asynchron- und Synchronmotoren von 0,37 bis zu 500 kW mit Netzspannungen von 200 bis 240 V und 380 bis 480 V angetrieben werden.Durch die Kombination aus einer breiten Palette von Applikationsfunktionen, der besonderen Überlastfähigkeit von 220%, seiner mächtigen Steuer- und Regelalgorithmen sowie einer maximalen Motorfrequenz von 1000 Hz ist dieser Antrieb ideal für z.B. komplexe Maschinen oder solche mit hoher Leistung, also beispielsweise Handhabungs- und Hubwerksanwendungen oder Holz- und Verpackungsapplikationen. Der Telemecanique Altivar 71 ist für den harten Dauereinsatz in schwieriger Umgebung bestens gerüstet (das Gerät kann von -10 bis 50 °C Umgebungstemperatur ohne Deklassierung betrieben werden) und ist ohne weiteres Zubehör direkt in allen industriellen Netzen einsetzbar. Ein Netzfilter der Klasse A sowie eine Drossel sind integriert. „Sicherer Halt“ verhindert den ungewollten AnlaufDas Thema Sicherheit erfährt bei dieser Frequenz-umrichterfamilie besondere Beachtung: Zahlreiche Sicherheits- und Schutzfunktionen sind gleichzeitig aktiv, und zwar auf Umrichter-, Motor- und Maschinen-Ebene. Die Sicherheitsfunktion „Sicherer Halt“ verhindert zuverlässig einen ungewollten Anlauf des Motors und gewährleistet damit die Sicherheit des Maschinen- und Anlagenpersonals - gemäß den Standards (IEC/EN 61508 SIL2 sowie EN 954-1 Kategorie 3). Damit kann der Umrichter direkt und ohne weitere Zusatzkomponenten in gängige Sicherheitskonzepte einbezogen werden, bei denen der Anwender z.B. Arbeitsbereiche über Türkontakte am Schutzzaun sichert oder die Geräte im Notaus-Kreis direkt berücksichtigt. Dies war bisher nur durch den zusätzlichen Einsatz zweier redundanter Schütze in der Motor-Zuleitung erreichbar.Die Leistungsfähigkeit der neuen Umrichter-Generation wird durch die ein-fache Handhabung unterstützt. Ein grafisches Bedienterminal mit großformatigem Display ist serienmäßig integriert. Für Textausgaben stehen acht Zeilen zur Verfügung. Darstellungen mit Bargraphen, Bitmaps u.a.m. sind möglich. Das vereinfacht den Dialog und gibt dem Anwender zusätzliche Kommunikationsmöglichkeiten mit leicht lesbaren Meldungen, grafischen Anzeigen, Funktionstasten für Schnellzugriffe, integrierte Hilfefunktion usw.Die Grafikanzeige lässt sich leicht an die Bedürfnisse des Anwenders anpassen: Parametersätze, Anzeigeseiten und Bargraphen können auf die Anforderungen zugeschnitten werden - ein Bedienerdialog in der Alltagssprache des Anwenders ist damit realisierbar. Ein anwenderdefinierbares Menü rundet die vielen Möglichkeiten ab.150 ApplikationsFunktionen stehen zur VerfügungÜber ein Schnellstart-Menü ist die rasche Inbetriebnahme möglich und sorgt für die schnelle Nutzung der vollen Leistung des Altivar 71. Eine weitere Vereinfachung sind anwendungsspezifische Makrofunktionen, die über das Grafik-Display angebotenen werden und Inbetriebnahme, Überwachung und Maschinendiagnose erleichtern.Mit der Software Powersuite für alle Altivar-Umrichterfamilien und Altistart-Softstarter (verfügbar für PC oder Pocket-PC) kann der Anwender via Bluetooth-Verbindung drahtlos auf die Umrichter zugreifen.Nicht weniger als 150 Applikationsfunktionen stellt Altivar 71 bereit, dazu zahlreiche Ein-/Ausgänge, integrierte CANopen- und Modbus-Kommunikation sowie eine reichhaltige Grundausstattung. Zusammen mit den Leistungsmerkmalen bietet der Frequenzumrichter eine vollständige Lösung für die meisten Maschinen- und Anlagenanwendungen.Wenn in Automationslösungen weitere Funktionen wie zusätzliche Ein-/Ausgänge, alternative Bus- oder Netzwerk-Schnittstellen oder Interfaces für Messsys-teme benötigt werden, kann der Altivar 71 einmal mehr seine Stärken ausspielen: Für Zusatzfunktionen lassen sich drei Optionskarten einfach nachrüsten. Und mit dem integrierten „Drive Controller“ (hinter dem sich eine auf Motion-Control-Belange ausgelegte speicherprogrammierbare Steuerung der Mittelklasse verbirgt) kann der Anwender den Umrichter als Herz einer dezentralen Automatisierungsinsel nutzen. Der Controller übernimmt ganz selbstverständlich auch die Funktion eines CANopen Masters. Neben dezentralen E/A und weiteren Antrieben können beliebige CANopen- Teilnehmer angeschlossen und angesteuert werden. Einfacher Datenaustausch ist selbstverständlich, und der direkte Zugriff auf Motorsteuerung bzw. -regelung versprechen kurze Reaktionszeiten.

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