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Fachartikel aus MECHATRONIK 5/2018, S. 26 bis 28

Getriebebau Nord

Dem Antrieb auf den Grund gegangen

Im Applikationstestfeld erprobt der Komplettanbieter für Antriebstechnik Nord Drivesystems das perfekte Zusammenspiel von Intralogistiklösungen.

Das Applikationstestfeld bei Nord Drivesystems besteht aus einem Förderband-Oval mit Steigung und Gefälle sowie einer Bypass-Strecke mit Ein- und Ausschleusungsweichen zur Hauptstrecke. 

Förderstrecken in großen Intralogistik-Anlagen wie Paketzentren oder der Gepäckabfertigung von Flughäfen erstrecken sich oft über mehrere Kilometer. Hunderte von Getriebemotoren sorgen in solchen komplexen Anlagen für Bewegung. Genaue Erkenntnisse über das Betriebsverhalten und die Steuerung der Antriebstechnik sammeln die Experten von Nord Drivesystems in einem Applikationstestfeld am Standort Bargteheide. Dort werden auch neue Produkte und Technologien getestet.

Wie verhält sich ein Getriebemotor im Praxisbetrieb? Welche Rückschlüsse lassen sich aus den Betriebsdaten eines Frequenzumrichters für die Lebensdauer und die Wartung eines Antriebes ziehen? Wo müssen an einem neuen Antriebskonzept noch Optimierungen vorgenommen werden? Um den Kunden optimal zugeschnittene Produkte und innovative Servicekonzepte anbieten zu können sucht Nord Drivesystems am hauseigenen Applikationstestfeld Antworten auf diese Fragen. Das Testfeld besteht aus einem Förderband-Oval mit Steigung und Gefälle sowie einer Bypass-Strecke mit Ein- und Ausschleusungsweichen zur Hauptstrecke. Die einzelnen Förderbänder der Strecke werden mit verschiedenen Nord-Getriebemotoren und Frequenzumrichter-Typen angetrieben. Die fünfzehn Antriebe sind über Standardschnittstellen vernetzt und können webbasiert überwacht werden. Die Frequenzumrichter und Motorstarter werden über einen Profinet-Bus angesteuert, die Antriebstechnik von Nord Drivesystems beherrscht aber auch alle anderen üblichen Bussysteme.

Intralogistiklösungen wie der Feldverteiler Nordac Link sind voll industrie-4.0-fähig und können wichtige Zustandsdaten des Antriebs für vorbeugende Wartungskonzepte in eine Cloud übertragen. 

Antriebsdaten in der Cloud

Die Antriebe des Applikationstestfeldes sind wie alle Nord-Antriebe voll industrie-4.0-fähig. Sie versenden ihre Zustandsdaten wie Stromaufnahme, Drehzahl und Spannung regelmäßig mit dem Kommunikationsprotokoll UDP auf der Busleitung, ohne die Steuerungskommunikation zu beeinträchtigen. Um das Datenvolumen gering zu halten werden nur die Werte verschickt, die sich seit der letzten Übermittlung verändert haben. Von der Anlagensteuerung werden die Zustandsdaten über ein Internet-Gateway in eine sichere Cloud übertragen, wo sie für die weitere Analyse und Auswertung zur Verfügung stehen. Fehlerzustände oder eine Überlastung der Antriebe können visualisiert und erkannt werden. Darüber hinaus lassen sich die Zustandsdaten für Energiemanagement und Fernwartung auswerten.

Ein wichtiges Ziel ist es, auch für kleinere Getriebemotoren, die in Intralogistik-Installationen in großer Zahl verbaut sind, wirtschaftliche Konzepte für netzbasiertes Condition Monitoring und Predictive Maintenance zu entwickeln und anzubieten. Zusätzliche reale Sensoren für das Condition Monitoring wie sie in Industriegetrieben zum Einsatz kommen, sind in diesen Anlagen oft zu kostenintensiv. Durch virtuelle Sensorik, also eine Vorverarbeitung der internen Zustandswerte lässt sich beispielsweise ohne einen Temperatursensor die Öllebensdauer für eine vorausschauende Wartung sensorlos ermitteln. Nord arbeitet intensiv an Lösungen zur Zustandsüberwachung mit Hilfe virtueller Sensorik und nutzt dazu alle Möglichkeiten des Applikationstestfeldes.

Qualifizierte Einblicke

Weitere Applikationsdaten wie die Daten angeschlossener Sensoren und Aktoren können jederzeit in die Cloud gespeist werden. Unter anderem hat Nord Drivesystems die Antriebe im Testfeld mit Drehgebern ausgestattet, um tiefere Einblicke in das tatsächliche Verhalten der Antriebe zu erhalten. Beim Einschleusen eines kiloschweren Objekts auf ein laufendes Band ist Dynamik gefragt um das erforderliche Drehmoment zu erreichen. Anhand der Drehgeber kann zum Beispiel ermittelt werden, ob die Getriebemotoren die vorgesehene Beschleunigung auch in der Realität und bei größeren Lasten auf den Förderbändern erreichen und die Vorgaben und Kundenanforderungen tatsächlich erfüllen. Gleichzeitig ermittelt Nord Zusammenhänge und Abhängigkeiten von Umgebungsbedingungen im realen Einsatz, die man bei einem reinen Prüfstandsbetrieb mit standardisierten Bedingungen nicht erhält – wertvolles Know-how für die Beratung, Fehlerbehebung und Wartung beim Kunden.

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