Der klassische Stellantrieb, basierend auf Nockenschaltwerken und Mikroschaltern, stößt hier ganz deutlich an seine Grenzen. Neben der exakten Regelung bietet das elektronische Positioniersystem auch eine einfachere und schnellere Inbetriebnahme. Mussten beim klassischen Stellantrieb die Endlagen per Schaltnocken eingestellt und justiert werden, erfolgt dies beim „Flexor“ schnell und einfach per Programmierung über Taster. Ebenfalls verschleißfrei und langzeitkonstant. Mit der Programmierung der optionalen Zwischenschalter werden die Vorteile der elektronischen Positionserfassung noch deutlicher, weil beim klassischen Stellantrieb unterschiedliche Schaltwinkel auch unterschiedliche Schaltnockenformen erfordern. Die elektronische Variante ermöglicht per Tastendruck eine separate Festlegung von Einschalt- und Ausschaltpunkt. Damit bestimmt der Anwender vor Ort bei der Inbetriebnahme den optimalen Schaltwinkel und ist nicht mehr gezwungen, im Vorfeld zwischen unterschiedlichen Nockenformen zu unterscheiden. Damit auch im spannungslosen Zustand des Stellantriebes die Zwischenschalterstellungen unverändert ausgegeben werden, sind alle optionalen Schaltausgänge mit bistabilen Relais ausgestattet.

Elektrisches Potenziometer arbeitet berührungslos

Jeder Stellantrieb ist bereits in der Basisversion mit Programmiertasten ausgestattet. Darüber kann der Antrieb selbstverständlich auch manuell verfahren werden. Optional steht ein elektronisches Potenziometer zur Verfügung, mit dem das Istwert-Potenziometer klassischer Stellantriebe nachgebildet wird. Dieses elektronische Potenziometer gibt eine vom Anwender angelegte Spannung bis max. 10 V DC im Verhältnis der aktuellen Position wieder aus. Sind die Endlagen des Stellantriebes einmal programmiert, ist auch das Potenziometer automatisch auf diesen Bereich justiert. Damit wird erreicht, dass dieses Signal immer exakt den eingestellten Stellbereich zu 100 % abbildet. Der Anwender ist jetzt völlig unabhängig von unterschiedlichen Auflösungen mechanischer Potenziometer, die den benötigten Stellbereich nie exakt abgebildet haben. Auch das elektronische Potenziometer arbeitet berührungslos und verschleißfrei. Mit dem Wegfall des spielbehafteten Untersetzungsgetriebes für mechanische Potenziometer erhöht sich die Genauigkeit des Potenziometersignals signifikant und übertrifft das klassischer Systeme bei Weitem.

Inbetriebnahme via PC oder Smartphone

Ein weiterer Pluspunkt der neuen Baureihen ist die Systemschnittstelle, die in Verbindung mit der optional angebotenen Software eine Diagnose, Parametrierung und Inbetriebnahme komfortabel via PC, Tablet oder Smartphone möglich macht. Antriebe lassen sich so einfach prüfen oder vorkonfigurieren. Sind in einer Anlage mehrere Antriebe mit gleicher Einstellung verbaut, kann diese bequem und schnell auf alle Antriebe übertragen werden. Mit der Baureihe „Flexor“ steht ein Antriebssystem zur Verfügung, das aufgrund der verwendeten Motortechnik auch im spannungslosen Zustand ein hohes Haltemoment bietet. Zusätzlich bieten die neuen Antriebe eine Zeitersparnis bei der Inbetriebnahme. Mit dem neuen Regelsytem wird eine Regel- bzw. Positioniergenauigkeit erreicht, die es ermöglicht, die immer weiter ansteigenden Anforderungen in Effizienz zu erfüllen, die aufgrund der spürbaren Verknappung von Ressourcen entstehen.

Aris Tensor, Bild: Aris Stellantriebe
Der „Tensor“ lässt sich optional mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten betreiben. Bild: Aris Stellantriebe

Generationenwechsel fortgeschrieben

Auch bei der Baureihe Tensor wurde der Generationswechsel fortgeschrieben. So wurde das klassische Stirnradgetriebe durch ein spielarmes Präzisionsgetriebe mit einer Positioniergenauigkeit von 0,1° ersetzt. Der klassische Synchronmotor hat einem elektronisch kommutierten und bürstenlosen Gleichstrommotor Platz gemacht. Elektronisch kommutierter und bürstenloser Gleichstrommotor, kurz BLDC-Motor genannt, klingt zunächst kompliziert. Er ist dem Synchronmotor ähnlich, weil sich beide vom Funktionsprinzip her nicht großartig unterscheiden. Während beim Synchronmotor die Netzspannung und Frequenz für Drehzahl und Leistung bestimmend sind, nimmt beim BLDC-Motor eine Elektronik diese Funktion wahr. Daraus ergeben sich Vorteile, weil jetzt mit der Änderung der Frequenz die Drehzahl des Motors in weiten Bereichen stellbar wird. Über die Variation der Spannung kann jetzt das Drehmoment verändert und gesteuert werden. Somit werden Drehmoment und Drehzahl exakt regelbar. Damit erschließen sich dem Anwender viele Vorteile.

Schutz vor Überlastung

Mit der permanenten Drehmomentüberwachung werden Stellantrieb und Armatur zuverlässig vor Überlastung geschützt. Über einen Störmeldeausgang kann einfach und kostengünstig eine elektronische Drehmomentabschaltung realisiert werden. In sicherheitsrelevanten Anlagen wird häufig gefordert, dass Armaturen beim Abschalten der Anlage oder im Störfall schnell öffnen oder schließen. Abgesehen davon, dass ein klassischer Antrieb nur eine Geschwindigkeit bietet, wäre die „Störfallgeschwindigkeit“ viel zu hoch für den Normalbetrieb oder eine vernünftige Regelung und das Drehmoment zu gering. Somit werden oft zwei Armaturen für Schnellschließ- und Regelfunktion erforderlich.

Nicht mehr beim Tensor, er lässt sich optional mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten betreiben. Somit kann die gleiche Armatur schnell öffnen oder schließen, während sie im Regelbetrieb mit geringer Geschwindigkeit und präzise gefahren wird. Über einen optionalen analogen oder digitalen Geschwindigkeitseingang kann der „Tensor“ in seiner Stellzeit stufenlos geregelt werden und deckt reine Stellungsregelung oder zum Beispiel auch eine PID-Charakteristik ab. Während klassische Stellantriebe und der „Flexor“ in der richtigen Netzspannung bestellt werden müssen, weil der Synchronmotor nur dann korrekt arbeitet, hat man das Problem beim „Tensor“ nicht mehr. Dis bisherige Typenvielzahl reduziert sich beim „Tensor“ deutlich auf zwei Varianten, weil ein Schaltnetzteil neben besserem Wirkungsgrad auch einen Weitspannungseingang bietet. Mit 90 bis 254 V AC und 50 bis 60 Hz ist der Anwender weltweit gut aufgestellt. Die zweite Variante deckt mit 24 V AC/DC den Niederspannungsbereich ab. Zusätzlich sind optionale Sonderspannungen möglich.

Funktionssicherheit spürbar erhöht

BLDC-Motoren besitzen entsprechend ihrer Polzahl Hallsensoren, mit denen die Elektronik die Strangströme des Motors steuert und die elektronische Kommutierung realisiert. Zusätzlich überwacht die Motorsteuerung den Strangstrom selbst. Durch die permanente Überwachung dieser Sensoren, des Hallsensors aus der Positionserfassung und der Motorströme wird die Funktionssicherheit spürbar erhöht. Fehlfunktionen wie eine Bewegung in die falsche Richtung, eine falsche Geschwindigkeit oder eine Überlastung werden sofort erkannt und führen zum Abschalten des Antriebs.

Da der Motor über eine definierte Signalfolge angesteuert wird, ist auch hier eine ungewollte oder gar unkontrollierte Bewegung ausgeschlossen. Damit gehören typische Fehler eines klassischen Stellantriebes wie zum Beispiel Überfahren der Endlagenschalter, falsche Drehrichtung aufgrund von defekten Motorkondensatoren oder defekten Schaltern beim Tensor der Vergangenheit an. Da sowohl Flexor als auch Tensor bereits über eine Elektronik mit Mikrocontroller verfügen, lassen sich Optionen wie Diagnose-, Programmier- und Feldbus-Schnittstellen oder Regelfunktionen einfach realisieren. Mit der elektronischen Abbildung vieler bisher mechanischer Funktionen ergeben sich Steigerungen der Leistung und Performance bei gleichzeitiger Kostenersparnis und Reduzierung der Typenvielfalt. So wird es möglich, mit den Baureihen Tensor und Flexor trotz aufwendiger Elektronik in der bekannten Preisstruktur über eine deutlich gesteigerte Sicherheit, höhere Genauigkeit und einfachere Bedienung einen spürbaren Mehrwert und Wettbewerbsvorteil zu bieten. kk