Komfort genügt höchsten Ansprüchen 1

Die hochflexiblen ABB-Frequenzumrichter ACS850 wurden für OEMs, Schaltschrankbauer und Systemintegratoren für den Einsatz in anspruchsvollen Applikationen entwickelt. Die hohe Benutzerfreundlichkeit dieser Geräte erleichtert die Bedienung, die Parametrierung und Diagnose, sodass der Anwender wertvolle Zeit und Kosten einspart.

Die Frequenzumrichtermodule der Produktserie ACS850 mit Leistungen von 1,1 bis 500 kW (380 bis 500 V) kommen in anspruchsvollen Applikationen wie Kranen, Extrudern, Mischern, Separatoren oder Drahtziehmaschinen zum Einsatz. Sie verfügen über eine Vielzahl von benutzerfreundlichen Merkmalen, die eine kundenspezifische Anpassung vereinfachen und zur hohen Wirtschaftlichkeit der Antriebslösung beitragen. Dazu zählen die intelligente Benutzeroberfläche mit mehreren Assistenten, die abnehmbare Memory Unit, diverse Software-Tools sowie eine hohe Hardware-Flexibilität.

Die ACS850 können mit einem Bedienpanel ausgestattet werden, dessen Handhabung so einfach wie ein Mobiltelefon ist. Die intelligente Benutzeroberfläche mit den modernen, integrierten Assistenten macht das Nachschlagen in Handbüchern weitgehend überflüssig.  Das abnehmbare, mehrsprachige und alphanumerische Bedienpanel ermöglicht eine schnelle Inbetriebnahme und Fehlerdiagnose. Die zwei Haupt-Funktionstasten, deren jeweilige Funktion dem aktiven Menüpunkt angepasst werden (Softkeys), ermöglichen eine schnelle Navigation. Dies wird durch die übersichtlich aufgebaute Menüstruktur unterstützt, bei der auch die Parameter in geeignete logische Gruppen zusammengefasst sind. Die aufwendige Suche in langen Parameterlisten entfällt.

Mehrsprachigkeit gegeben
Die Parameterstruktur kann zur weiteren Vereinfachung der Bedienung als Lang- oder als Kurzversion angezeigt werden. Letztere reicht für die meisten Anwendungen aus. Selbst einzelne Bits der Steuer- und Statusworte werden im Klartext angezeigt, sodass das Nachschlagen in der Dokumentation nicht notwendig ist. Benötigt der Bediener an einer Stelle Hilfe, kann er durch Drücken der entsprechenden Taste den Hilfetext anzeigen. Die großzügige grafische Anzeige mit Klartext kann bequem abgelesen werden.

Es stehen Informationen zum Betriebszustand des Antriebs zur Verfügung, wie beispielweise Drehzahl, Drehmoment und Drehrichtung des Motors, es können aber alle anderen Signale des Antriebs oder auch des Prozesses ausgewählt und numerisch oder als Balkenanzeige angezeigt werden. Die globale Verwendung des ACS850 wird durch die Mehrsprachigkeit unterstützt; die Sprache kann zu jeder Zeit umgestellt werden.

Das Bedienpanel bietet zusätzlich Inbetriebnahme-, Wartungs- und Diagnose-Assistenten. Der Inbetriebnahme-Assistent führt den Bediener durch alle wichtigen Einstellungen bei der Inbetriebnahme und macht das Blättern in Parameterlisten überflüssig. Nach dem Einstellen der Schritt für Schritt abgefragten Werte ist der Antrieb in wenigen Minuten betriebsbereit.

Die Wartungs- und Diagnose-Assistenten stellen einen reibungslosen Prozess sicher und sorgen für kürzeste und vor allem geplante Stillstandszeiten. Der Wartungs-Assistent meldet erforderliche Wartungsmaßnahmen am Frequenzumrichter, Motor oder an anderen Komponenten. So kann der Anwender beispielsweise an die Schmierung der Motorlager erinnert werden. Diese Überwachungsmaßnahmen lassen sich basierend auf Betriebsstunden,  Energieverbrauch, Relais-Schalthäufigkeiten oder anderen Signalen aktivieren. Der Benutzer kann die Grenzwerte für die Überwachung einstellen und stellt somit sicher, dass der Frequenzumrichter rechtzeitig eine Meldung ausgibt, wenn diese Grenzwerte erreicht werden.

Der Diagnose-Assistent wird aktiviert, wenn eine Störung des Antriebsystems auftritt. Er hilft beim Lokalisieren von Störungsursachen, wie beispielsweise Überlast oder Überstrom, sowie bei der Wiederherstellung des störungsfreien Betriebs und gibt Ratschläge zur Störungsbehebung. Durch Drücken der Hilfe-Taste werden die möglichen Ursachen der Störung angezeigt. Das Programm überwacht und protokolliert den Zeitpunkt der Störung über die eingebaute Echtzeituhr mit gleichzeitiger Speicherung verschiedener Informationen, etwa der Drehzahl, der Frequenz, der DC-Spannung, des Stroms, des Drehmoments und des Statusworts.

Die steckbare Memory Unit des ACS850 erhöht die Flexibilität des Frequenzumrichters und ermöglicht eine einfache Wartung. In dieser Einheit ist die gesamte Firmware einschließlich aller Benutzereinstellungen und Motordaten gespeichert. Durch die Möglichkeit der Programmierung nach IEC 61131-3 können außerdem SPS-Funktionalitäten auf der Memory Unit implementiert werden.

Bei einem Austausch des Leistungsmoduls oder der Steuereinheit kann der neue Frequenzumrichter ohne weitere Kenntnis des Antriebs innerhalb weniger Minuten einfach durch Einstecken der Memory Unit wieder in Betrieb genommen werden. Eine Parametereinstellung ist nicht notwendig, da die vollständigen Einstellungen in dem Speichermodul abgelegt sind. Der Prozess kann sofort neu gestartet werden. Durch die strikte Trennung von Hardware und Software ergeben sich für die Anwender bedeutende Vorteile hinsichtlich Flexibilität, Sicherheit und Verfügbarkeit.

Vorteile beim Engineering
Das Konzept bietet viele Vorteile beim Engineering, der Installation und der Inbetriebnahme. So kann der Maschinenbauer das Leistungsmodul und die Regelungseinheit zunächst separat mit der Maschine an den Einsatzort liefern, um zeitgleich die Software-Projektierung auf der Memory-Unit zu vervollständigen. Bei der Inbetriebnahme wird die Memory-Unit dann einfach in den Steckplatz der Regelungseinheit gesteckt und der Antrieb ist einsatzbereit. Von Vorteil ist dies unter anderem bei zeitkritischen Projekten, wenn der OEM oder Systemintegrator bestimmte Funktionen für die Applikation projektabhängig noch kurzfristig erstellen muss. Ein automatisches Handshake-Protokoll gewährleistet, dass die Memory Unit sofort von der jeweiligen Regelungseinheit erkannt wird.

Die benutzerfreundlichen Software-Tools DriveSize, DriveStudio und DriveSPC unterstützen den Anwender bei der Auswahl des passenden Frequenzumrichtermoduls, bei der flexiblen Programmierung und bei der Inbetriebnahme.

DriveSize hilft dabei, den Frequenzumrichter und den Motor exakt für die unterschiedlichsten Betriebs- und Lastverhältnisse auszulegen. Auch komplizierte Lastzyklen, wie sie beispielweise bei einem Kran vorkommen, lassen sich einfach eingeben, womit DriveSize die richtige Dimensionierung des Umrichters per Knopfdruck schnell und zuverlässig erledigt. Die Eingabemasken und die strukturierte Auflistung der Komponenten lassen es auch zu, mehrere verschiedene Antriebe zu projektieren.

Als Projektierungstool ermöglicht DriveSPC die einfache Modifikation oder Erweiterung der Funktionalität des Antriebs und die Anpassung an die Applikation, wenn anwenderspezifische Sonderfunktionen im Umrichter untergebracht werden sollen. Mit dieser Funktionsbaustein-Programmierung nach IEC 61131-3 lassen sich Bausteine aus einer Bibliothek auswählen  und frei verschalten. Eine optionale und änderbare Technologie-Baustein-Bibliothek bietet einen erweiterten Funktionsbereich.  

Sollen Verbindungen zwischen Funktionsbausteinen erzeugt oder geändert werden, wählt der Anwender einen Funktionsbaustein-Ausgang an und verbindet ihn per Mausklick einfach mit dem Eingang eines Bausteins. Es können in einigen Fällen mit dieser Funktionalität im Umrichter Relais oder kleine speicherprogrammierbare Steuerungen ersetzt werden.

DriveSPC zeichnet sich durch eine einfache, leicht verständliche Bedienoberfläche aus und kommt ohne eine umfangreiche, komplizierte Installation auf dem PC aus. Das fertig erstellte anwenderspezifische Applikationsprogramm kann per Knopfdruck einfach auf den Umrichter geladen werden und die Online-Monitoring-Funktion ermöglicht den praktischen Test und die Überwachung des Applikationsprogramms. Dank der übersichtlichen grafischen Programmieroberfläche lässt sich problemlos nachvollziehen, wie sich die Signale ändern, woher die Signale kommen und wohin sie gehen.

Ist der Frequenzumrichter ausgelegt, bestellt und geliefert, kommt das Software-Tool DriveStudio für die Inbetriebnahme zum Tragen. Das Tool bietet eine Übersichtsdarstellung des Antriebs zur schnellen Parameter-Navigation sowie die Möglichkeit der Parametereinstellung und Signalüberwachung. DriveStudio nutzt dabei die USB- oder RS232-Schnittstelle des PCs oder Notebooks, wodurch die Einrichtung der Kommunikationsverbindung sehr vereinfacht wird.

DriveStudio ist eine Programmoberfläche, mit der man sehr einfach auf die Parameter des Frequenzumrichters zugreifen und das Gerät über diese Parameterliste parametrieren und konfigurieren kann. Dem Anwender bietet sich dabei die Möglichkeit, die Parameter abzuspeichern und zu archivieren. Von Vorteil ist dies zum Beispiel bei Anwendungen, bei denen dem Anwender bei einer Parameteränderung ein Fehler unterlaufen ist. Die Archiv-Funktion erlaubt es dann, die aktuellen Parameter mit der archivierten Datei automatisch zu vergleichen und so dem möglichen Fehler auf die Spur zu kommen.

Neben der reinen Parametrierung lassen sich mit der Online-Monitorfunktion von DriveStudio alle Signale und Daten des ACS850 (Drehmoment, Drehzahl, Motorstrom etc.) darstellen. Des Weiteren kann man mit Hilfe der Backup-/Restore-Funktionen die gesamten Einstellungen des Antriebs sichern und bei Bedarf wieder zurückschreiben oder auf ein anderes Gerät oder Ersatzgerät kopieren.

Daten-Logger nutzbar
Hat man es in der Anwendung mit sehr schnellen Vorgängen zu tun, besteht die Möglichkeit, im Frequenzumrichter einen Daten-Logger zu nutzen und dort Signale mit einer sehr schnellen Sampling-Rate aufzuzeichnen. Diese umfangreiche Funktion ist vergleichbar mit einem Speicher-Oszilloskop. Der Frequenzumrichter zeichnet abhängig von den eingestellten Trigger-Bedingungen die ausgewählten Signale im internen Speicher auf, ohne dass das PC-Tool DriveStudio angeschlossen sein muss. Bei Bedarf wird dann DriveStudio mit dem Frequenzumrichter verbunden, um die aufgezeichneten Daten auszulesen oder die Einstellungen des Daten-Loggers zu verändern.

Durch seinen modularen Aufbau und zahlreiche Optionen wie Feldbusadapter, E/A-Erweiterungen und verschiedene Drehgeberschnittstellen lässt sich der ACS850 präzise an die Kundenanforderungen anpassen. Der Anwender kauft dadurch nur das, was er für seine Anwendung braucht. Eine individuelle Konfiguration ab Werk ist dabei integraler Bestandteil der Lieferung.

Die ACS850-Frequenzumrichter bieten mit   ihren  vielen Standard-E/A-Schnittstellen bereits in der Grundversion eine außerordentlich hohe Hardware-Flexibilität. Darüber hinaus sind optionale E/A-Erweite– rungsmodule verfügbar, die zusätzliche Anschlussmöglichkeiten bieten. Für den ACS850 sind Analog- und Digital-Erweiterungsmodule sowie Schnittstellenmodule für verschiedene Drehgeber (TTL, Resolver, Sin/Cos, Endat, Hiperface, SSI) lieferbar, die in zwei Steckplätzen (Slots) für E/A-Erweiterungsmodule auf der Regelungseinheit des ACS850 installiert werden. Der dritte Steckplatz ist für Feldbusadaptermodule vorgesehen.

Dank verschiedener Kommunikationsoptionen kann der ACS850 problemlos in viele laufende Prozesse integriert werden. Für die Master-Kommunikation über Feldbus stehen steckbare Adaptermodule für Profibus, DeviceNet, CANopen und Ethernet zur Verfügung. Bestellte Module können ab Werk aufgesteckt werden.

Dieses Konzept der flexiblen Konfiguration ab Werk erleichtert den Bestellvorgang, denn der Frequenzumrichter muss nicht in Einzelteilen bestellt werden, sondern als ein Komplettgerät. Die E/A-Module, Drehgeber oder Feldbusmodule lassen sich jederzeit auch nachträglich aufstecken, erhöhen somit die Flexibilität der Konfiguration und verringern die Ersatzteilhaltung im Vergleich zu unflexiblen integrierten Lösungen.

Technik im Detail
Hohes Maß an Sicherheit
Die Software-Tools DriveSize, DriveStudio und DriveSPC unterstützen den Anwender bei der Auswahl des passenden Frequenzumrichtermoduls, bei der flexiblen Programmierung und bei der Inbetriebnahme. Grundsätzlich ist die Produktserie ACS850 mit zahlreichen nützlichen Funktionalitäten ausgestattet. Um ein Feature herauszugreifen: Hohe Sicherheit wird durch die integrierte Funktion für ein sicher abgeschaltetes Drehmoment (STO, Safe Torque Off) gewährleistet, die das Drehmoment von der Motorwelle sicher abschaltet. Die Zertifizierung erfolgte nach IEC 61508, SIL3 und EN ISO 13849-1, PL e und gibt dem Maschinenbauer und Anwender ein sehr hohes Maß an Sicherheit im Vergleich zu minderwertigeren Zertifizierungen nach SIL2. Lösungen für weitere Sicherheitsfunktionen sind zusätzlich realisierbar. Präventive Maßnahmen wie die lackierten Leiterplatten sorgen für zusätzlichen Schutz und hohe Zuverlässigkeit. Nicht zuletzt verfügen die Geräte über modernste energiesparende Funktionen. So zeigt der integrierte Energiesparrechner den Energieverbrauch, die eingesparten kWh und die eingesparten Kosten an. Die Energieoptimierungsfunktion des ACS850 stellt eine optimale Effizienz des Antriebs sicher.