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Systemdenken fördert Intralogistik

Fördertechnik muss einfach aufgebaut sein, um zuverlässig, wirtschaftlich und wartungsfreundlich zu sein.

Das nahtlose Zusammenwirken der Steuerung mit der Antriebstechnik, schnelles Engineering und hohe Flexibilität sind hierbei die im Wesentlichen erwarteten Merkmale. 


„Wie sieht die Fördertechnik der Zukunft aus?“ Die Antwort auf diese Frage hängt von der Art der Anwendung und spezifischen Anforderungen ab. Siemens hat hierzu ein umfassendes Systemangebot: „Totally Integrated Automation“ (TIA) und „Integrated Drive Systems“ (IDS). In beiden Strategien geht es um die Integration von Systemen zu effizienten Gesamtlösungen. Das bringt entscheidende Vorteile sowohl für den Hersteller als auch für die Betreiber von Maschinen und Anlagen in Form von weniger Engineering, mehr Flexibilität im Aufbau und einfacherem Service mit dem Ergebnis höherer Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit.


Für jede Fördertechnikapplikation in der Intralogistik gibt es eine optimale Lösungsvariante. Innerhalb von „Totally Integrated Automation“ kann die Steuerung mit allen anderen Elementen verknüpft werden, die gesamte System-Performance optimiert und so eine komplett durchgängige Automatisierung geschaffen werden. Einheitliche Software-Tools, wie das TIA Portal, unterstützen dieses System und beschleunigen die Durchführung von Routineaufgaben; integrierte Sicherheitstechnik und Energieeffizienz machen die Lösung perfekt.

 

Wirtschaftliche Lösungen


Was auf der Steuerungsebene bereits seit einigen Jahren Standard ist, setzt sich nun immer stärker auch in der Antriebstechnik durch: „Integrated Drive Systems“ als abgestimmte Gesamtlösung vom Getriebemotor bis zur Antriebssteuerung.


Ein schlichtes Beispiel für die schnittstellenfreie Auslegung einer zentralen Fördertechnik ist das Schalten von Getriebemotoren über kompakte Verbraucherabzweige, wie es sehr häufig in der Intralogistik vorzufinden ist. Die Antriebe werden durch die äußerst kompakten Motorstarter Sirius 3RM1 mit einer Baubreite von nur 22,5 Millimeter bis zu einer Leistung von drei Kilowatt geschaltet, die ihre Signale direkt von einer Simatic-S7- Steuerung erhalten.


Zusammen mit dem Simogear-Getriebemotorenprogramm, das durch die technischen Merkmale und nicht zuletzt durch die feine Abstufung von Grundmotor und Getriebe sowie die marktüblichen Anschlussmaße überzeugt, ergibt sich eine große Gestaltungsbreite, mit Leistungen von 0,09 bis 200 Kilowatt sowohl mit zwei-, vier- oder sechspoligen Motoren für internationale Netzbedingungen und Abtriebs-Drehmomenten bis 20 000 Newtonmeter.


Ganz gleich wie die Fördertechnikanwendung aussieht, mit dem Softwaretool „Sizer“ läßt sich die exakte Auslegung mühelos durchführen. Damit kann der Anwender bereits eine (Vor-)Auswahl treffen und diese mit dem Zulieferer diskutieren.

 

Drehzahlgeregelte Fördertechnik


Ausgehend von diesem Beispiel einer Fördertechnik für die Intralogistik gibt es bei Siemens den bequemen Einstieg in neue Lösungen mit Drehzahlregelung: Sinamics V20, der Frequenzumrichter, der in fünf Baugrößen im Leistungsbereich zwischen 0,12 und 30 Kilowatt sogar wenig anspruchsvolle Förderapplikationen technisch aufwertet und so eine bedarfsgerechte Steuerung von Antriebsszenarien ermöglicht, inklusive der damit verbundenen Energieeinsparung. Auch hier gilt: Auslegung und Inbetriebnahme sind einfach zu bewerkstelligen.

 

Schnelle Inbetriebnahme


Für die Inbetriebnahme des Sinamics V20 sind überhaupt keine Tools nötig. Aufgrund der integrierten Verbindungs- und Applikationsmakros vereinfachen sich die I/O-Konfiguration beziehungsweise die applikationsspezifischen Einstellungen erheblich. Die bei der Inbetriebnahme ermittelten Parameter lassen sich mithilfe von SD-Karten und einem Parameter-Loader auch auf beliebig viele andere Umrichter übertragen, sogar im spannungslosen Zustand. Die Inbetriebnahme selbst ganzer Förderstrecken geht damit trotz fortschrittlicher drehzahlveränderbarer Technik sehr schnell.

 

Busbasierte Lösungen mit erhöhtem Leistungsumfang


Komplexe Anforderungen können als zentrale Lösungen in Verbindung mit Profibus oder Profinet realisiert werden. Auch hier bildet die Steuerung den Mittelpunkt. Für die dezentrale Peripherie ET 200S können anreihbare Motorstarter zum Schalten der Getriebemotoren zum Einsatz kommen. Alternativ dazu eignet sich für drehzahlgeregelte Fördertechniklösungen der autarke Frequenzumrichter Sinamics G120.


Beide Varianten lassen sich über Bustechnik leicht in die Automatisierung einbinden. Dabei bringt eine Frequenzumrichterlösung noch weiteren Mehrwert: Die Geräte gibt es als fehlersichere und als netzrückspeisefähige Varianten; falls in der Applikation generatorische Energie anfällt, kann man hierdurch sogar Betriebskosten einsparen.

 

Dezentrale Fördertechnik flexibel gestalten


Wer seine Fördertechnik lieber dezentral aufbauen will, drehzahlkonstant oder -variabel, findet im TIA- und IDS-Portfolio genügend Auswahlmöglichkeit, zum Beispiel über AS-Interface. Entsprechende Master- Module stellen die Steuerungen Simatic S7-1200 und die dezentrale Peripherie Simatic ET 200SP bereit. Für diese Buskommunikation gibt es einerseits die dezentralen Motorstarter Sirius M200D, andererseits die dezentralen Frequenzumrichter Sinamics G110D. Beides sind kostengünstige Komplettlösungen, die per „Plug & Play“ problemlose Installation und Inbetriebnahme ermöglichen und mit den Simogear- Getriebemotoren harmonieren. Vernetzt man die Steuerung über Profibus- oder Profinet- Kommunikation mit der übrigen Anlage, ergibt das eine besonders leistungsfähige und flexible Fördertechnik. Für mehrere dezentrale Antriebe auf engem Raum bietet sich das Peripheriesystem ET 200pro in hoher Schutzart an. Dieses Peripheriesystem lässt sich modular motornah mit Motorstartern beziehungsweise Frequenzumrichtern bestücken.


Bei motorintegrierten Lösungen von Antriebsleistungen bis 4 Kilowatt ist der Umrichter im Motor gleich integriert erhältlich: Simogear-Getriebemotoren und Frequenzumrichter Sinamics G110M bilden hier eine mechanische Einheit, die als vorinbetriebgenommenes Gesamtsystem selbst für sicherheitstechnische Antriebsaufgaben eingesetzt werden kann.


Daraus ergeben sich in Intralogistik- Anlagen zahlreiche Vorteile. Da die Antriebseinheiten werksseitig mit den Werten für Motordaten, Bremse, Thermofühler etc. voreingestellt sind, sind weitere Inbetriebnahmeschritte kaum mehr erforderlich. Über DIP-Schalter, das intelligente Operator Panel (IOP) oder mithilfe des Parametrier- Tools „Starter“ beziehungsweise des Editors „Startdrive“ im TIA Portal können weitere Einstellungen vorgenommen werden. Interessant ist diese Variante auch deshalb, weil neben der steckbaren Anschlusstechnik nach ISO 23570 das einfache Durchschleifen der Energieversorgung möglich ist.


Durch den hohen mechanischen Wirkungsgrad der Getriebemotoren von mehr als 96 Prozent beim zweistufigen Kegelstirnradgetriebe ist die Übertragung sehr verlustarm. In Verbindung mit energieeffizienten Motoren ergeben sich dadurch Fördertechniksysteme mit erfreulich geringen Betriebskosten.

 

Komplettes Portfolio für die Fördertechnik


Für motornahe, dezentrale Fördertechnikaufgaben gibt es ebenfalls kompakte Gesamtlösungen: den dezentralen Frequenzumrichter Sinamics G120D. Damit lassen sich Getriebemotor und Antriebseinheit in unmittelbarer Nähe zueinander platzieren, und dennoch bleibt den Herstellern von Maschinen und Anlagen Flexibilität in der Konstruktion erhalten. In Verbindung mit einer Profibus- oder Profinet-Kommunikation entsteht so eine leistungsfähige Lösung bis zu einer Leistung von 7,5 beziehungsweise 11 Kilowatt bei S3-Betrieb. Gerade in Hubwerksanwendungen erweist sich die integrierte Energierückspeisung als wertvolle Funktion, die zu erhöhter Wirtschaftlichkeit beiträgt. Zusätzlich können anspruchsvolle Sicherheitsanforderungen durch die im G120D geberlos integrierten Sicherheitsfunktionen (STO, SS1, SLS, SDI und SSM) realisiert werden.


Systemdurchgängigkeit, einheitliche Handhabung von Hard- und Software, Qualität sowie ein weltweiter Service in 130 Ländern der Erde sind Garanten für die hohe Verfügbarkeit von Fördertechniklösungen von Siemens. Dies wissen Anwender zu schätzen und zwar nicht nur für die typischen Einsatzgebiete der Fördertechnik, sondern auch für überaus anspruchsvolle Aufgaben bei Regalbediengeräten, Elektrohängebahnen für Standardanwendungen und mit Hubgehängen, für die ebenfalls standardisierte Lösungen nach IDS-Vorbild vorliegen.

 

Systemdenken als Investition in die Zukunft


Die Fördertechnik benötigt sehr einfache bis hoch komplexe Lösungen. Allen Anwendungsbereichen gemeinsam ist die Forderung nach Zuverlässigkeit, hoher Verfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit. Dies lässt sich in Verbindung mit durchgängigen Gesamtsystemen und der Vielzahl der Kombinationsmöglichkeiten der Antriebs- und Automatisierungstechnik von Siemens einfach umsetzen.


Gemäß der TIA- und IDS-Strategie wird das Angebots- und Lösungsspektrum zudem sukzessive erweitert. Ergänzend zu den Antriebs- und Steuerungseinheiten gibt es industrielle Identifikationssysteme und sonstige Ergänzungsprodukte, wie zum Beispiel Leitungen. Die Vorteile für die Intralogistik: Aufgrund der internen Optimierung von Schnittstellen reduziert sich die Komplexität, was in Bezug auf Störungsbehebung, Wartung und Lebenszyklus-Betrachtung für den Anwender von großem Vorteil ist. Die Hersteller profitieren dagegen von vereinfachtem Engineering, rascher Installation, problemloser Inbetriebnahme und zuverlässigem Service.

www.siemens.de/foerdertechnik  


Titelthema aus dhf 3.2015

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