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Dezentrale Antriebstechnik macht Paketen Beine

Bild 1. Jeder der Budde-Gurtförderer in der weitläufigen Anlage ist mit einem dezentral geregelten Getriebemotor ausgestattet. Die einzelnen Förderstrecken haben bis zu drei Zuleitungen

Bild 2. Mehr als 1.100 vollintegrierte Antriebseinheiten von Nord sind in dem Umschlagzentrum in Betrieb. Weitere werden bei der Erweiterung in diesem Jahr installiert

Bild 3. Die dezentralen Frequenzumrichter der Baureihe SK 200E bieten eine weite Auswahl anwendungsspezifisch frei kombinierbarer Features

Der französische Postdienstleister Chronopost fertigt in seinem internationalen Logistikzentrum in Chilly-Mazarin stündlich bis zu 30 000 Pakete ab. In der Stoßzeit im Advent sind es mehr als 300.000 Pakete täglich. Die Durchlaufzeit liegt unter drei Minuten pro Paket. Das dezentrale Antriebskonzept von Nord Drivesystems für die Förderbänder sorgt dabei für einen schnellen und zuverlässigen Transport. Mehr als 1.100 Antriebseinheiten mit kostengünstigen motormontierten Umrichtern laufen mit geringen Betriebskosten und leisten ihren Beitrag, um Wartungskosten und Stillstandszeiten zu minimieren.

Chronopost ist ein auf Pakete spezialisiertes Zustellunternehmen mit weltweit mehr als 3 500 Mitarbeitern. Das in Chilly-Mazarin, südlich von Paris, gelegene Logistikzentrum ist mit einer Kapazität von 30 000 Paketen pro Stunde eines der leistungsfähigsten in Europa. Mehr als 60 % des Paketaufkommens von Chronopost in Frankreich durchlaufen diese Anlage. Täglich liefern Lastwagen 500 Container mit bis zu 30 kg schweren Paketen an 34 Laderampen an.
Die Gesamtfläche des Umschlagzentrums von gut 13.000 m² ist voll mit modernster Technik. Der zweistöckige Komplex besteht aus zwei voll automatisierten Sortiersystemen von je 650 m Länge. Die Pakete werden nach der Anlieferung auf Gurtförderer von Budde Fördertechnik verladen und sofort durch Digitalkameras, die von fünf Seiten die Barcodes scannen, erfasst und identifiziert (Bild 1). Auf dem Weg durch die Sortieranlage werden sie auf Schritt und Tritt verfolgt.
Die komplexe Anlagenstruktur mit mehreren Zuleitungen für jede Förderstrecke stellt eine große Herausforderung an die Nachverfolgung der Transportgüter dar. Jedes Paket ist in weniger als drei Minuten zu verarbeiten, das heißt zu erfassen und zur richtigen Rampe zu leiten.

Integrierte Regelung – optimale Verfügbarkeit
1.100 Getriebemotoren mit Kegelrad- bzw. Schneckengetriebe treiben die Budde-Gurtförderer an (Bild 2). Die anspruchsvolle Tracking&Tracing-Architektur erfordert eine präzise Regelung und Synchronisation. Dafür haben die Antriebe von Nord dezentrale Frequenzumrichter, die direkt auf dem Motorklemmenkasten sitzen. Die steckbaren Antriebseinheiten lassen sich im Wartungsfall schnell und einfach austauschen. Die Parametrierung wird wie auf einem „elektronischen Typenschild“ im Motor gespeichert und kann, falls der Umrichter zu wechseln ist, vom Austauschgerät ausgelesen und übernommen werden.
„Die Lösung von Nord, jeden Motor direkt zu regeln, hat zwei Vorteile“, erklärt Eric Fouquet, der für die Chronopost-Logistikzentren in Chilly-Mazarin und Roissy verantwortliche Wartungs- und Instandhaltungsmanager. „Zum einen spart sie Platz. Große Schaltschränke, deren Unterbringung uns vor Probleme gestellt hätte, sind gar nicht nötig. Zum anderen entfällt der mit solchen Installationen verbundene Verkabelungsaufwand, wodurch auch die Fehleranfälligkeit stark sinkt.“

Langlebig und bedienerfreundlich
Fördertechnische Anwendungen benötigen viele Antriebe. Wartungsausfälle gilt es zu vermeiden, weil sie erhebliche Logistikprobleme mit sich bringen. Anwender brauchen also robuste Mechanik mit hohen Wirkungsgraden, da die Betriebskosten einen großen Teil der Gesamtkosten ausmachen. Die voll integrierten Einheiten von Nord mit Frequenzumrichter, Motor und Getriebe in einem stellen eine besonders wirtschaftliche Lösung für großflächige modulare Anlagen dar. Die Frequenzumrichter bieten einen weiten Funktionsumfang für Geschwindigkeitsregelung, Takten und Positionieren (Genauigkeit ±0,5 mm). Sie kommunizieren über Profibus DP mit einer SPS, die die Daten an die zentrale Steuerung weiterleitet.
Wird an einer bestimmten Laderampe ein Rückstau verzeichnet, kann die Förderkette sogar verlangsamt und die Gurtförderer als Lagerfläche genutzt werden. So lassen sich Stillstände effektiv vermeiden. Die integrierte Bauform macht abgeschirmte Motorkabel überflüssig und garantiert so die einfache Einhaltung der gängigen EMV-Normen. Der Frequenzumrichter im IP66-Gehäuse benötigt keine zusätzliche Kühlung. Mit einem Anlaufdrehmoment von bis zu 400 % und einer typischen Überlastbarkeit von 200 % für 5 s ist er hart im Nehmen. Hinzu kommen Hochwirkungsgrad-Getriebe mit dauerfester, verschleißfreier Verzahnung.

Ausblick
Für 2011 hat sich Chronopost viel vorgenommen. Der durchschnittliche Paketumschlag in Chilly-Mazarin soll um etwa 20 % auf 200.000 Pakete pro Tag erhöht werden. Mit welchem Antriebshersteller man die Erweiterung umsetzen wird, ist ganz klar, denn die bisherige Zusammenarbeit mit Nord Drivesystems hat den Chronopost-Projektmanager E. Fouquet überzeugt: „Neben der Qualität der Systeme hat uns vor allem die Flexibilität und Präsenz der Nord-Mitarbeiter begeistert. Man kriegt sehr schnell einen Ingenieur ans Telefon und, falls wir ein Problem oder ein Anliegen haben, können sie in weniger als 48 Stunden hier am Ort sein.“

Spezialist für Fördertechnik
Der dezentraler Umrichter SK 200E (Bild 3) wurde speziell für fördertechnische Anwendungen konzipiert und für kostensensible Marktsegmente optimiert. Die robusten, voll integrierten Antriebseinheiten sind mechanisch unempfindlich und resistent gegen typische Störfaktoren wie schwankende Netzspannungen oder rasche Temperaturwechsel. Sie eignen sich für weitläufige Anlagen, die viele Antriebseinheiten benötigen und einen großen Funktionsumfang erfordern. Alle Modelle bieten sensorlose Stromvektorregelung, einen integrierten Brems-Chopper, eine Ansteuereinheit für eine elektromagnetische Bremse, Inkrementalgeberauswertung und Posicon-Positioniersteuerung.
Des Weiteren sind Ausführungen mit „Sicherem Halt“ und integriertem AS-Interface verfügbar. Kombiniert mit individuell ergänzbaren Funktionsmodulen lassen sich anspruchsvolle Förderanwendungen realisieren, die bisher nur mit teurer Servotechnologie zu meistern waren. SK 200E-Frequenzumrichter gibt es sie in Leistungsstufen von 0,25 kW bis 7,5 kW. Durch ein hohes Anlaufdrehmoment und große Überlastreserven lassen sich die Antriebe beinahe universell einsetzen. Die Umrichter werden vorzugsweise direkt auf den Klemmkasten eines Getriebemotors montiert, um kombinierte, voll integrierte Antriebseinheiten für den Einsatz im Feld zu schaffen. Für die Anbindung an das Kommunikationsnetzwerk stehen Busbaugruppen unter anderem für Interbus, Profibus DP, CANopen/Devicenet und ASi zur Verfügung. Über eine integrierte RS-232/RS-485-Schnittstelle kann bequem vor Ort mit dem Handbediengerät SK PAR oder der PC-Software Nordcon auf die Parameter der Busbaugruppe und der angeschlossenen Umrichter zugegriffen werden.

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Autor: Jörg Niermann ist Marketingleiter bei der Getriebebau Nord GmbH & Co. KG in Bargteheide.