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Motor und Umrichter intelligent verbinden

01 Die Inveor-Antriebsreglerplattform lässt sich mit einem integrierten Klartext-Display ausstatten

01 Die Inveor-Antriebsreglerplattform lässt sich mit einem integrierten Klartext-Display ausstatten

02 Die integrierte Soft-SPS ermöglicht das Erfüllen individueller Anforderungen

02 Die integrierte Soft-SPS ermöglicht das Erfüllen individueller Anforderungen

03 Die MMI-Option erlaubt die Eingabe von Parametern direkt am Gerät

03 Die MMI-Option erlaubt die Eingabe von Parametern direkt am Gerät

04 Die Inveor-PC-Software bietet eine Oszilloskop-Funktion

04 Die Inveor-PC-Software bietet eine Oszilloskop-Funktion

Ein Hauptgrund für den Einsatz eines Antriebsreglers ist der möglichst ressourcenschonende und energieeffiziente Betrieb eines elektrischen Antriebs. Gleichzeitig besteht jedoch auch vonseiten der Inbetriebnehmer und Nutzer des Antriebsreglers das Bedürfnis nach einer sehr einfachen und schnellen Inbetriebnahme des Systems. Diese beiden wesentlichen Anforderungen führen fast immer zu einem Zielkonflikt.
In der Praxis wird häufig das U/f-Verfahren bei der Inbetriebnahme eines Antriebsreglers ausgewählt. Oberflächlich betrachtet führt dieses Verfahren schnell zum Ziel, denn nach Eingabe von lediglich zwei Parametern – Motorspannung und Frequenz – bringt man den Motor einfach zum Drehen. Allerdings wird dieser nur auf Basis solch einer minimalen Einstellung keineswegs optimal und energieeffizient betrieben. Vielmehr müssen weitere Parameter, wie Rampen und ein Boost eingestellt werden, um das Regelverfahren bestmöglich an die Last anzupassen. Oftmals stoßen diese Einstellungen dann im Betrieb aber trotzdem an ihre Grenzen und es kann zu Störungen durch Laststöße, Netzschwankungen oder erhöhte Startmomente kommen. Dies zieht häufig eine nachträgliche Optimierung der Parameter im Feld nach sich, wodurch weitere Kosten verursacht werden können.
Es bleibt also festzuhalten: Je optimaler die Einstellungen bereits im Zuge der Inbetriebnahme vorgenommen werden und je individueller der Antriebsregler auf diese Art und Weise an die Erfordernisse der Applikation angepasst wird, umso zuverlässiger und effizienter läuft das System.
Einfach zur optimalen Einstellung
Kunden des Inveor (Bild 1) müssen sich in diesem Zusammenhang nicht zwischen „einfach“ und „effizient“ entscheiden, denn bei Kostal verbindet man diese Anforderungen. Der Inbetriebnahmeprozess beim Inveor-Antriebsregler setzt sich aus unterschiedlich komplexen Schritten zusammen, wobei der Anwender die Möglichkeit hat, den Prozess so weit zu durchlaufen, dass es dem Anforderungsprofil seiner Applikation am besten entspricht.
Beim Inveor setzt man auf die feldorientierte Regelung und damit auf eine einfache Art der Inbetriebnahme, die trotzdem zu einem energieeffizienten und zuverlässigen Betrieb des Antriebs führt. Im ersten Schritt werden hierbei lediglich die Motortypenschilddaten durch den Anwender eingegeben.
Als zweiter Schritt folgt die automatische Motoridentifikation, wobei weitere Parameter wie Statorwiderstand, Streuinduktivität oder Drehzahlreglereinstellung vom Antriebsregler vollkommen selbstständig erkannt werden. Auf Basis dieser ersten beiden Schritte läuft der Motor nun schon zuverlässig und kann in allen Betriebspunkten energieeffizient betrieben werden. Vom Start an steht das maximal mögliche Drehmoment zur Verfügung. Durch das Regelverfahren werden auch alle äußeren Einflüsse der Last oder der Spannungsversorgung berücksichtig, was sich zum Beispiel in einer automatischen Rampenverlängerung widerspiegelt. Mit diesem Regelungsverfahren erfüllt der Inveor im Hinblick auf die Energieeffizienz die höchste Wirkungsgradklasse IE2 nach der Eco-Design-Richtlinie DIN EN 50598-1 (VDE 0160-201).
Feintuning für die Applikation
Der Motor selbst ist jetzt bereits optimal mit dem Antriebsregler verbunden und man muss sich über die Motorregelung im Feld keine Gedanken mehr machen. Die Inbetriebnahme könnte an dieser Stelle schon aufhören, denn der Antriebsregler kann nun schon über das integrierte Potenziometer in seiner Drehzahl geregelt werden. Allerdings gibt es aufgrund von Erfordernissen, die die Applikation mit sich bringt, noch weitere Einstellmöglichkeiten für das System.
Deshalb stellt Kostal im dritten Schritt der Inbetriebnahme eine ganze Reihe weiterer Parameter zur optimalen Konfiguration des Inveor für die Applikation bereit. Hier können wichtige applikationsrelevante Basiswerte wie Anlaufverhalten, Drehrichtung sowie minimale und maximale Frequenz eingestellt werden. Über weitere Parameter können noch speziellen Anforderungen der Applikation wie PID-Regelung oder Motorstrombegrenzung Rechnung getragen werden. Insgesamt stehen dem Inveor-Kunden über 60 verschiedene Parameter in übersichtlich strukturierten Menüs zur Verfügung, durch die der Antrieb optimal konfiguriert werden kann. Mithilfe eines Vier-Kanal-Oszilloskops kann das Verhalten des Antriebs dabei analysiert und überwacht werden.
Eine Parametrierung auf diesem Detaillierungslevel ermöglicht in den meisten Fällen eine perfekte Abstimmung des Systems. Sollten die Anforderungen trotzdem einmal nicht mit den Standardparametern zu realisieren sein, bietet der Inveor in einem vierten Schritt der Inbetriebnahme eine speziell auf den Kunden zugeschnittene Lösung. Komplexe Abläufe der Applikation lassen sich dank der frei programmierbaren SPS nach IEC 61131 individuell und ohne großen Aufwand abbilden und realisieren (Bild 2). So können etwa zeitliche Abläufe oder Prozesse neben dem eigentlichen Antriebsregler integriert werden. Beispiele sind die Ansteuerung externer Ventile oder die Abbildung von Rührzyklen.
Schnittstellen für die Inbetriebnahme
Die Inveor-Antriebsreglerplattform stellt für die eigentliche Durchführung der Inbetriebnahme verschiedene Schnittstellen zur Verfügung. Die Geräte lassen sich mit einem integrierten Klartext-Display ausstatten. Alternativ steht auch ein Handbediengerät zur Verfügung (Bild 3). Hierüber können alle Parameter eingegeben werden. Die kostenlose Inveor-PC-Software erlaubt mit der Oszilloskop-Funktion darüber hinaus auch noch die optimale Feinabstimmung des Systems (Bild 4).
Wenn der Antriebsregler in eine Feldbusumgebung eingebunden ist, kann die Parametrierung auch hierüber erfolgen. Der Inveor bietet hierfür sechs verschiedene Feldbusoptionen an. Neben den klassischen Schnittstellen wie CAN-open, Modbus RTU und Profibus unterstützt er auch die ethernetbasierten Feldbusschnittstellen Profinet, Ethercat und Sercos III.
Kostal hat es sich ganz im Sinne der Markenphilosophie „Intelligent verbinden.“ zum Ziel gesetzt, dem Kunden lösungsorientiert und partnerschaftlich zur Seite zu stehen. Daher wird der Anwender neben der Serviceabteilung durch ein eigenes Applikationsteam unterstützt, das ihm bei der gesamten Auslegung und Inbetriebnahme seines Antriebssystems auch vor Ort zur Seite steht.
Fazit
Beim Inveor wird dem Kunden ein Weg geboten, sein Antriebssystem einfach in Betrieb zunehmen, ohne dabei Kompromisse in Bezug auf Energieeffizienz, Zuverlässigkeit und Anpassung an die Anforderungen der Applikation eingehen zu müssen. (mh)

Jens Deilmann ist als Produktmanager für die Kostal Industrie Elektrik GmbH in Hagen tätig. j.deilmann@kostal.com

Jens Deilmann ist als Produktmanager für die Kostal Industrie Elektrik GmbH in Hagen tätig. j.deilmann@kostal.com

Diplom-Kaufmann Marcus Gradilone ist als   Marketing Manager für die Kostal Industrie   Elektrik GmbH in Hagen tätig. m.gradilone@kostal.com

Diplom-Kaufmann Marcus Gradilone ist als Marketing Manager für die Kostal Industrie Elektrik GmbH in Hagen tätig. m.gradilone@kostal.com