Mit dem Nordac Link auf dem Weg zur Industrie 4.0

Durch die Weiterentwicklung der dezentralen Antriebe aus dem Nord-Portfolio ist der Feldverteiler Nordac Link / SK 250E entstanden und wurde speziell für Zielanwendungen in der Förder- und Handhabungstechnik optimiert.

Ausgehend von der Frequenzumrichterfamilie Nordac Flex / SK 200E für die direkte Montage auf dem Motor entstand eine hochflexible Version für die motornahe Wandmontage, um auch bei schwer zugänglich eingebauten Getriebemotoren den einfachen Zugriff auf den Umrichter zu gewährleisten. Die Evolutionsschritte gaben den Ausschlag für die Entwicklung einer variablen Lösung für jede Anforderung. Der neue Feldverteiler ist für Asynchron- und Synchronmotoren gleichermaßen geeignet. Ein Wartungsschalter und Wahlschalter für Hand- und Automatiksteuerung sowie Reversierbetrieb am Gerät unterstützen bei Einrichtung und Wartung. Alle Anschlusskabel können vorkonfektioniert und werkzeugfrei an die Steckplätze angeschlossen werden. Der Netzanschluss lässt sich von Feldverteiler zu Feldverteiler durchschleifen.

Zwölf codierte M12-Steckplätze dienen unter anderem dem Anschluss klassischer Feldbusse, ethernet-basierter Kommunikation, Gebern, Sensoren, STO, 24VDC und digitalen I/Os. Die kostenlose Parametriersoftware Nordcon und ein steckbares EEPROM für den einfachen Parametertransfer vereinfachen die Konfiguration des Gerätes.

Der Feldverteiler bringt intelligente Antriebslösungen auf den Weg, denn er stellt flexible Funktionalität für alle Antriebsaufgaben inklusive Multi-Motoren-Betrieb, Positionieren oder Heben und Senken zur Verfügung. Die integrierte PLC ermöglicht vielfältige Anwendungen bis hin zu autarken Funktionsbereichen, die übergeordnete Anlagensteuerungen entlasten und eigene Ablaufsteuerungen in Gang setzen können.

Als LogiDrive, der Antriebslösung für die Intralogistik, gibt es den Nordac-Link-Frequenzumrichter, als abgestimmtes Antriebssystem in Kombination mit einem zweistufigen Nordbloc.1 Kegelradgetriebe SK92x72.1 und einem energieeffizienten Nord-IE4-Synchronmotor. Zusammen ergeben diese Einzelteile ein effizientes und überlastfähiges Antriebssystem mit der Systemwirkungsgradklasse IES2. Zur Verfügung steht ein Leistungsbereich von 0,55 bis 7,5 kW. Dank des Modulbaukastens mit nur drei Grundbaugrößen ist es möglich, die Variantenvielfalt gering zu halten.

Dieses neue dezentrale Antriebskonzept ist eine Antwort auf die Evolution der Steuerungsarchitektur von der Automatisierungspyramide zum intelligenten Automatisierungsnetzwerk. Darin kommt der Antriebstechnik eine wichtige Rolle zu, da sie die ablaufenden Prozesse in Bewegung bringt. Intelligente Antriebstechnik muss drei Eigenschaften mitbringen: Sie muss vernetzt, autark und skalierbar sein. Durch die Integration einer PLC in die Frequenzumrichter können applikationsspezifische antriebsnahe Funktionen effizient programmiert und wie alle anderen Funktionalitäten des Frequenzumrichters parametriert werden.

Antriebe sind heute integraler Bestandteil des Automatisierungsnetzwerkes. Sie protokollieren die Antriebs- und Anwendungsdaten fortlaufend und werten alle zur Verfügung stehenden Sensor- und Aktordaten aus. Die erhobenen Daten werden dann von der integrierten Umrichter-PLC lokal aufbereitet und ausgewertet. Der intelligente Antrieb kommuniziert relevante Daten an die Leitebene und an Komponenten im Netzwerk. Auf dieser Basis ist der Antrieb ohne übergeordnete Steuerung in der Lage, eigenständig und situationsgerecht in der Anlage zu agieren und eine Ablauf-, beziehungsweise Bewegungssteuerung einzuleiten – zum Beispiel für eine Positionieranwendung. Auch modulare Anlagendesigns mit autarken Fertigungsinseln sind möglich. Durch kontinuierliche Überwachung der Feldebene, die Verknüpfung von Kommunikation, Sensorik (Temperatur, Stromaufnahme), Prozessdaten (Drehmoment, Beschleunigung, Drehzahl) und den Vitalparametern des Antriebes ergibt sich eine höhere Flexibilität und Prozesssicherheit des Systems. Die automatische Zustandsbeurteilung wird möglich.

Perspektivisch wird die Reise weitergehen bis hin zu cyber-physikalischen Systemen, die verteilt und dezentral, herstellerunabhängig und standortübergreifend zusammenarbeiten. Eine beliebige Kombination aus Steuerungen, SPS und Kommunikationsprotokollen wird ihre Betriebsdaten an die jeweilige Steuerungsebene übertragen. Die ERP-Ebene steuert dann die Feldebene auf Basis der bekannten Felddaten. Die integrierte PLC ist für diese autarken Szenarien vorbereitet. Ein Beispiel: Sie kann Sensoren und Aktoren einer Zellenradschleuse für die Zementvermahlung einbinden und antriebsnahe Funktionen ausführen. Beispielsweise stoppt sie die Schleuse, wenn sie eine Blockierung durch zu große Stücke oder zuviel Material diagnostiziert. Die PLC kann selbständig Abhilfemaßnahmen einleiten: Durch Umkehr der Antriebsrichtung versucht sie, die Blockierung zu beheben. Führt dies nicht zum Erfolg, kann sie die Umleitung des Materialflusses auf eine andere Förderstrecke veranlassen und die Störung melden.

Ganze Logistik- und Industrieanlagen lassen sich mit der Nord-Antriebstechnik durch Cloud-Integration weltweit aus der Ferne überwachen und hinsichtlich Antriebsauslegung und Materialfluss optimieren. Die Antriebe übertragen dazu alle Daten über ein Industrie-4.0-Gateway in eine cloudbasierte Datenbank. Über ein Remote-Terminal mit übersichtlicher grafischer Darstellung der Nord-Förderanlage und ihrer Betriebsdaten kann die Kontrolle und Betreuung der Anlage bis zum Einzelantrieb oder der Einzelanlage von jedem Ort mit Internetanschluss weltweit vorgenommen werden. Mit dem Konzept des Nordac Link ist die Antriebselektronik von Nord Drivesystems Industrie-4.0-ready. jl