Eine Publikation der Binkert Medien AG
Mit der richtigen Antriebslösung die Energieeffizienz optimieren : Ausgabe 01/2014, 14.04.2014

ERP-Richtlinie erfolgreich umsetzen

Seit der Verabschiedung der ERP-Richtlinie 2009/125/EC und der Motorenverordnung EC 640/2009 der EU sind Firmen noch stärker darauf angewiesen, den Energieverbrauch und die CO2-Emissionen speziell in der elektrischen Antriebstechnik weiter zu senken. Ohne intelligente Automatisierungstechnik lassen sich die gesteckten Effizienzanforderungen und Klimaziele nicht erreichen.

Autor: Guido Kerzmann

PowerXL-Frequenzumrichter mit SmartWire-DT-Anbindung erlauben eine gute Anlagenüberwachung, vorausschauende Wartung und eine effiziente Kontrolle des Energieverbrauchs – was die Energieeffizienz verbessert und hilft, den CO2-Ausstoss zu senken. Über die aufsteckbaren SmartWire-DT-Module lassen sich die Geräte sehr einfach in das intelligente Kommunikationssystem von Eaton einbinden; es entfällt dadurch die komplette konventionelle Steuerverdrahtung.

Eingehende Energieverbrauchsanalyse ist notwendig

Durch die Verordnung EC 640/2009, die eine stufenweise verpflichtende Einführung von IE3-Motoren bzw. IE2-Motoren im Umrichterbetrieb vorsieht, gewinnen sowohl die elektrische Drehzahlregelung mithilfe von Frequenz-umrichtern als auch die systemorientierte Betrachtungsweise des Themas Energieeffi-zienz an Bedeutung. Es ist meist nicht ausreichend, einzelne Komponenten eines Systems durch effizientere Produkte zu ersetzen.

Vielmehr ist eine eingehende Energieverbrauchsanalyse der gesamten Anwendung inklusive aller Teilkomponenten notwendig, um festzustellen, wo sich Effizienzlücken auftun und wie diese am besten zu schlies-sen sind. Denn nicht jede Lösung ist für die jeweilige Anwendung geeignet. Die elektrische Steuerung der Motordrehzahl mithilfe eines Frequenzumrichters ist besonders bei Applikationen mit variabler Drehzahl bzw. sich stark ändernder Last eine optimale Lösung, um Energie und damit Kosten einzusparen.

Die Unterscheidungskriterien

Es gibt einige wichtige Unterscheidungskriterien, anhand derer Maschinen- und Anlagenbetreiber hochwertige Frequenzumrichter erkennen können. Zunächst sollten Frequenz-umrichter leicht zu installieren, zu warten und zu bedienen sein. Wichtig sind hier eine komfortable Parametrierung, eine gute Software und leistungsfähige Bedienelemente (Tasten/Display) am Gerät. Eine zusätzliche Programmierbarkeit über einen PC erhöht die Bedienerfreundlichkeit. Bei hochwertigen Modellen erhöhen ausserdem integrierte Sicherheitsfunktionen wie Überlastschutz, Kurzschlussfestigkeit und Temperaturschutz die Anlagenverfügbarkeit, senken den Wartungsaufwand und minimieren die Anzahl der benötigten Hardwarekomponenten.

Zunehmend benötigt man Frequenzumrichter, die dezentrale Regelvorgänge unterstützen können und ausreichend robust für einen fertigungsnahen Einsatz sind. Einige Modelle messen selbst die Antriebseigenschaften – häufig als Auto-Tune bezeichnet – und stellen ihre Regelparameter im Rahmen der Inbetriebnahme selbstständig ein. Ausserdem ist – zum Stichwort Industrie 4.0 – eine Entwicklung hin zu Automatisierungskomponenten mit dezentraler Intelligenz und integrierten Steuerungs- und Überwachungsfunktionen zu beobachten. Empfehlenswerte Komponentenhersteller integrieren daher zunehmend intelligente Funktionen zur Prozesssteuerung und Automatisierung in ihre Frequenzumrichter.

Energieeffiziente Technik für den Maschinenbau

Anwender können Maschinen und Anlagen mit Frequenzumrichtern energieeffizienter konstruieren und betreiben, sofern diese richtig ausgelegt und eingesetzt werden. Mit der PowerXL-Produktreihe bis 250 kW gibt es eine einfach zu installierende, bedienerfreundliche und energieeffiziente Technologie für den Maschinenbau sowie die Förder- und Gebäudetechnik. Zunächst kommen zwei Modelle der PowerXL-Familie auf den Markt: das Basismodell DC1 für Leistungen von 0,37 bis 11 kW sowie der DA1 für Leistungen von 0,75 bis 250 kW für anspruchsvolle Antriebsaufgaben.

PowerXL-Geräte lassen sich über aufsteckbare SmartWire-DT-Module einfach in das intelligente Kommunikationssystem von Eaton einbinden. Über diese Schnittstelle sind die Frequenzumrichter zentral parametrierbar. Auch Steuerbefehle lassen sich über das Netzwerk an die Geräte senden und Diagnosedaten auslesen. So können die Betreiber stets ihre Maschinen und Anlagen lastorientiert steuern, wodurch die Energieeffizienz von Maschinen steigt und die Betriebskosten sinken.

Anschlussfähigkeit an zahlreiche Feldbussysteme

Darüber hinaus besteht standardmässig die Anschlussfähigkeit an die Feldbussysteme Modbus RTU und CANopen und optional über zusätzliche Feldbusmodule an Profibus, Profinet, Devicenet, Ethernet/IP, Ethercat, Modbus TCP und Bacnet. Gleichzeitig entfällt durch SmartWire-DT die komplette konventionelle Steuerverdrahtung, was den Verdrahtungsaufwand deutlich senkt und die Übersichtlichkeit erhöht. Durch das einfache Aufstecken der Module verkürzt sich die Installationszeit, und das System lässt sich jederzeit problemlos erweitern bzw. mit anderen Automatisierungskomponenten wie intelligenten PKE-Motorschutzschaltern oder Softstartern DS7 kombinieren.

Mit dem Fokus auf Energieeffizienz unterstützt die DA1-Serie übliche Drehstrommotoren, die in der Regel dem heutigen IE2- und IE3-Standard entsprechen, sowie hocheffi- ziente Permanentmagnetmotoren, die für den künftigen IE4-Standard ausgelegt sind. Zudem beinhalten die Frequenzumrichter einen Energy Optimizer, der bei leichter Last automatisch die Motorspannung reduzieren kann.

Leicht zu bedienen und robust

Die PowerXL-Frequenzumrichter sind bedienerfreundlich. Eigenschaften wie die Auto-Tune-Funktion, komfortable Parametrierung mit nur 14 Standardparametern sowie selbsterklärende Typenschlüssel vereinfachen Prozesse von der Projektierung über die Bestellung und Inbetriebnahme bis hin zum Betrieb. Zusätzlich zur Programmierung über die Tasten am Gerät oder über einen PC lässt sich eine Parametrierung mithilfe eines Bluetooth-PC-Sticks schnell und einfach von einem Gerät auf weitere kopieren. So lassen sich gerade in der Serienproduk-tion nicht nur Einsparungen erzielen, sondern auch Fehler vermeiden.

Es gibt die PowerXL-Frequenzumrichter bis zu 7,5 kW in Schutzart IP 66. Die robusten Geräte kann man ausserhalb des Schaltschranks direkt neben dem Motor oder an der Maschine einsetzen. Damit sind eine vielseitige Anwendbarkeit und ein einfaches Nachrüsten selbst in rauen Industrieumgebungen gewährleistet. Dies erleichtert besonders das Retrofitting von älteren Anlagen, bei denen oft der Platz für einen Frequenzumrichter im Schaltschrank fehlt. Dank verkürzter Motorleitungslängen wird zudem die Einhaltung der erforderlichen EMV-Kategorie erleichtert.

Whitepaper zur ERP-Richtlinie: 01_14.55.pdf

Infoservice

Eaton Industries II GmbH, Electrical Sector
Im Langhag 14, 8307 Effretikon
Tel. 058 458 14 14, Fax 058 458 14 88
infoeffretikon@eaton.com, www.moeller.ch



PowerXL-Frequenzumrichter mit SmartWire-DT-Anbindung helfen, die Effizienz von Maschinen und Anlagen zu steigern, deren Verfügbarkeit zu erhöhen sowie Kosten einzusparen


Die Anbindung an SmartWire-DT macht die Frequenzumrichter kommunikationsfähig und leicht mit anderen Automatisierungskomponenten kombinierbar


Die Schutzart IP 66 erlaubt den dezentralen Einsatz der Frequenzumrichter auch in rauen Industrieumgebungen

Autor

Guido Kerzmann, Product Line Manager Drives & Softstarters bei Eaton in DE-Bonn

Eaton im swissT.net

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