Produktfamilie Nord Drivesystems - Bild:  Getriebebau NORD GmbH & Co. KG

Produktfamilie Nord Drivesystems - Bild: Getriebebau NORD GmbH & Co. KG

Intelligent vernetzt sowie maximal flexibel, wandelbar und effizient – die Industrie 4.0 stellt hohe Anforderungen an die Produktion und die eingesetzte Technik. Mit dem NORDAC PRO SK 500P bringt Nord Drivesystems jetzt einen modernen Schaltschrankumrichter auf den Markt, der sich neuester Bauteiletechnologie bedient und ein Höchstmaß an Funktionalität, Konnektivität und Modularität liefert. Die neuen Geräte überzeugen mit einer Vielzahl an Schnittstellen für Kommunikation und Feldbusse/Industrial Ethernet, innovativen Features sowie jeder Menge Erweiterungsoptionen – und lassen sich so komfortabel in alle Automatisierungsarchitekturen integrieren. Für diesen beachtlichen Strauß an Möglichkeiten ging Nord neue Wege.

Leistungsstarke Universalumrichter

Baureihe NORDAC PRO SK 500P -  Bild: Getriebebau NORD GmbH & Co. KG
Der Basisumrichter NORDAC PRO SK 500P verfügt über zahlreiche Schnittstellen wie Canopen und kann dank PLC-Funktionalität intelligente antriebsnahe Funktionen eigenständig übernehmen. Bild: Nord Drivesystems

Die Frequenzumrichter der Baureihe NORDAC PRO SK 500P verfügen über einen Leistungsbereich von 0,25 bis 5,5 kW. Verschiedene Gerätevarianten können dabei optimal den unterschiedlichsten Applikationsanforderungen zugeordnet werden. Die modular aufgebaute Reihe ist durch steckbare Bedienungs-, Sicherheits- und Optionsmodule funktional erweiterbar. Der Anwender profitiert außerdem von einer besonders kompakten Bauform im Booksize-Format. „Die elektronischen Bauteile werden immer kleiner, die Prozessoren leistungsfähiger und die Speicher größer. Das eröffnet uns technisch völlig neue Möglichkeiten in puncto Performance, Funktionsumfang und Leistungsdichte“, erklärt Jörg Niermann, Bereichsleiter Marketing bei Nord Drivesystems, die Gründe für die Entwicklung der neuen Frequenzumrichter-Generation. „Natürlich haben wir die Geräteserie SK 500P auch auf eine neue, zukunftsfähige Plattform gestellt. Unser Fokus lag dabei insbesondere auf flexiblen Kommunikationsmöglichkeiten und einer leichten Integration in die gängigen Steuerungssysteme.“

Universal-Ethernet-Schnittstelle direkt on Board

So hat Nord unter anderem ein neues System zur Anbindung von Industrial Ethernet geschaffen: Ein Multi-Chip für Industrial Ethernet ermöglicht die Nutzung der wichtigsten Echtzeit-Ethernet-Standards über eine einzige Schnittstelle. Egal ob Profinet, Ethenet IP, Powerlink oder Ethercat – das gewünschte Protokoll lässt sich einfach per Parameter einstellen. In Verbindung mit einem USB-Anschluss (Typ C), einem Slot für Micro-SD-Karte, einer Canopen-Schnittstelle sowie der seriellen Schnittschnitte RS485 wird der neue Schaltschrankumrichter so zum absoluten Kommunikationsprofi.

Nord Drivesystems: Eigene Elektronikfertigung in Aurich

Seit Anfang der 1980er Jahre unterhält Nord Drivesystems in Aurich (Ostfriesland) eine eigene Elektronikfertigung. Auf einer Fläche von 5.000 m2 fertigt der Antriebsspezialist im Nordwesten Niedersachsens elektronische Antriebstechnik bis 160 kW (Umrichter, Motorstarter und Elektronik). Mehr als 100.000 Einheiten verlassen jedes Jahr die Werkhallen. Ob Seriengeräte, individuell konfigurierbare Produkte oder Einzelanfertigungen – die moderne, automatisierte und flexible Produktionsstruktur erlaubt es, jede Auftragsgröße gleichermaßen auszuführen. Auch Losgröße 1 ist ohne weiteren Rüstaufwand realisierbar. Das ist das Ergebnis einer umfassenden Strategie zur Prozessoptimierung. Die Devise: maximale Effizienz, Schnelligkeit und Flexibilität. Erreicht wird dies unter anderem durch eine schlanke Logistikkette, eine weitestgehend papierlose Fertigung, die automatische Erstellung von Bestück- und Prüfplänen aus der Konfiguration sowie den Einsatz von digitalen Montage-Assistenzsystemen.

Über den USB-Anschluss lassen sich die Geräte jetzt auch ohne externe Netzversorgung parametrieren (Parametrisation in the box). Dabei kann die Parameterdatei in das Gerät geladen werden, bevor der Umrichter installiert und angeschlossen wird. Neu ist außerdem der SD-Karten-Slot zur Parameterdatensicherung und -übertragung. Sollte ein Frequenzumrichter beschädigt werden oder ein Antrieb getauscht werden müssen, lässt sich die ursprüngliche Parametrierung bequem über die SD-Karte wieder einspielen. Weitere Funktionen wie das Übertragen von Firmware sind geplant. „Nicht alle Anwender machen jedes Firmware-Update mit, sondern setzen auf ihre bewährte Version. Bisher mussten wir diesen Kunden speziell angepasste Geräte liefern“, so Niermann. „Künftig können wir hier auf Standardgeräte vom Lager zurückgreifen. Denn mittels der SD-Karte kann der Kunde die Firmware schnell und einfach auf die Umrichter laden.“ Die Vorteile: kürzere Lieferzeiten und eine schnellere Verfügbarkeit.

Zur Verfügung stehen außerdem fünf bis sechs digitale sowie zwei analoge Eingänge, zwei digitale und ein analoger Ausgang, zwei potentialfreie Multifunktionsrelais, eine HTL- / TTL-Inkrementalgeber-Schnittstelle sowie optional ein Universalgeberinterface, das den Anschluss von SIN/COS-, Biss-SSI-, Hiperface- und EnDat-Gebern ermöglicht.

Hohe Leistungsdichte

Wie alle Nord-Frequenzumrichter verfügt auch das neue Mitglied der NORDAC PRO-Familie über eine leistungsstarke PLC für antriebsnahe Funktionen. Die integrierte PLC verarbeitet die Daten angeschlossener Sensoren und Aktoren, kann Ablaufsteuerungen autark einleiten und die Antriebs- und Anwendungsdaten an den Leitstand, vernetzte Komponenten oder eine vorhandene Cloud übermitteln. Das ermöglicht eine kontinuierliche Zustandsüberwachung (Condition Monitoring) und legt damit die Basis für vorausschauende Wartungskonzepte (Predictive Maintenance) sowie eine optimierte Anlagendimensionierung.

Die präzise sensorlose Stromvektorregelung kann das Optimum an Drehmoment in unterschiedlichsten Last- und Drehzahlsituationen herausholen und garantiert mit einer hohen Überlastreserve von 200% die Betriebssicherheit, die sich Anwender z.B. beim Anfahren wünschen. Der Umrichter performt open-loop oder closed-loop und kann Asynchronmotoren ebenso betreiben wie permanenterregte Synchronmotoren, beispielsweise Hocheffizienzmotoren. Der integrierte Bremschopper für den 4-Quadrantenbetrieb gehört dabei in der gesamten Serie ebenfalls zur Grundausstattung wie das Motorbremsenmanagement, wichtig z.B. für Hubwerksanwendungen. Nord liefert die Umrichter mit integriertem STO und SS1.

Extrem kompakte Bauweise durch den Einsatz modernster Komponenten

NORDAC PRO SK 500P - Bild: Nord Drivesystems
Die neue Lösung für moderne Antriebssysteme: Der NORDAC PRO SK 500P ist intelligent, kommunikativ und anschlussfreudig – optimal für den Einsatz in Industrie-4.0-Umgebungen. Bild: Nord Drivesystems

Das schlanke Design des neuen NORDAC PRO erlaubt eine Side-by-Side-Montage. In der kleinsten Baugröße betragen die Abmessungen gerade einmal 65 mm in der Breite, 135 mm in der Tiefe und 200 mm in der Höhe. Durch diese besonders geringe Gerätebreite und die direkte Anreihbarkeit wird der Platz im Schaltschrank optimiert genutzt. Möglich wurde die kompakte Bauweise durch den Einsatz neuer technischer Verfahren sowie den weiterhin ungebrochenen Trend zur Miniaturisierung in der Elektronikbranche, der Bauteile wie Kondensatoren, IGBT Power Module und Prozessoren immer kleiner und leistungsfähiger macht. Auch die Kühlkörper wurden hinsichtlich Luftführung und Wärmeabgabe so optimiert, dass sie möglichst klein ausfallen können.

Der Nordac Pro SK 500P auf der Hannover Messe 2019! - Quelle: ke NEXT

Die Umrichter in den Baugrößen 1 und 2 werden darüber hinaus als Einplatinen-Lösung realisiert: Alle elektronischen Komponenten sind auf einer einzigen Leiterplatte zusammengefasst. Das macht die Geräte nicht nur kompakter, sondern auch effizienter. In den beiden unteren Größen sind zudem alle Klemmen – auch die für Netz- und Motoranschluss – steckbar ausgeführt, was die Verdrahtung erheblich erleichtert. Steuerklemmen können zur Verdrahtung der Anschlussleitungen bequem in einen Halteschacht geparkt werden und ermöglichen damit den optimalen Zugang.

Verschiedene Gerätevarianten für unterschiedlichste Anforderungen

Die neue Lösung für die Schaltschrankinstallation ist in zwei Grundausführung erhältlich: als Basisumrichter (SK 500P) und als Applikationsumrichter (SK 530P und SK 550P). Im Gegensatz zum vollausgestatteten Applikationsumrichter ist der Basisumrichter ein wirtschaftlich optimiertes Gerät mit reduzierten Schnittstellen, das jedoch funktionell bereits anspruchsvolle Aufgaben erledigt wie integrierte PLC und closed-loop-Regelung. Dank integrierter POSICON-Funktionalität können die Umrichter Positionieraufgaben wie Gleichlauf und fliegende Säge ausführen. Für Drehzahlregelung kann das Signal eines Drehgebers gelesen werden. Die Kommunikation erfolgt über die CANopen-Schnittstelle. Eine Erweiterung durch das steckbare Bedienungsmodul SK TU5 (Parametrierung, Steuerung, Fehlererkennung) ist möglich. Zur mobilen Inbetriebnahme und Wartung kann mit dem NORDAC ACCESS BT außerdem auch eine Bluetooth-Verbindung zur NORDCON APP auf mobilen Endgeräten realisiert werden.

Baureihe NORDAC PRO SK 530P - Bild: Getriebebau NORD GmbH & Co. KG
Der Applikationsumrichter NORDAC PRO SK 530P bietet weitere Kommunikationsschnittstellen, wie beispielsweise ein USB-Interface und einen Slot für Micro-SD-Karte. Mit dieser Karte kann die Parametersicherung erfolgen. Bild: Nord Drivesystems

Der SK 530P punktet darüber hinaus mit SD-Karten-Slot, USB-Schnittstelle, Industrial Ethernet, Drehgeberinterface sowie der Möglichkeit zur Erweiterung über eine Optionsbaugruppe SK CU5. Beispielsweise kann das Gerät um 2-kanaligen STO, zusätzliche Ein- und Ausgänge sowie eine Geberschnittstelle für viele verschiedene Gebersysteme erweitert werden. Damit kann der Umrichter mehrere Gebersysteme gleichzeitig einlesen und sequentiell mehrere Motoren drehzahlregeln und positionieren – und wird so zum Profi für Lagersysteme mit komplexen Bewegungsabläufen. Die beiden Applikationsumrichter unterscheiden sich dabei lediglich in puncto Vernetzung: Anders als der SK 530P hat der SK 550P Industrial Ethernet direkt on Board.

Intelligent, kommunikativ und anschlussfreudig

Mit der neuen Baureihe NORDAC PRO SK 500P hat Nord Drivesystems zukunftssichere und besonders anwenderfreundliche Frequenzumrichter für den Schaltschrank im Programm. Sie sind auf dem neuesten Stand der Technik und werden dank ihrer skalierbaren Funktionalität, modularen Bauweise und zeitgemäßen Plattformtechnologie allen Automatisierungsanforderungen gerecht. Die ersten drei Baugrößen wurden im April 2019 auf der Hannover Messe offiziell dem internationalen Fachpublikum vorgestellt. Der Feldtest startet Ende April, der Verkaufsstart liegt voraussichtlich im vierten Quartal 2019.