Ringwalzanlage

Elektrische Antriebstechnik aus einem Guss

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Drehzahlregelung mit hoher Präzision

Die Hauptwalze, die in Verbindung mit der Dornwalze für das Aufziehen des Ringrohlings auf den gewünschten Durchmesser und die Ringstärke sorgt, wird von einem Drehstrom-Asynchronmotor von Siemens mit 1260 kW Leistung angetrieben. Dieser ist über eine Rupex-Kupplung mit dem Planetengetriebe verbunden, das unter der 22 m langen Anlage steht. Das eingesetzte Getriebe ermöglicht eine optimale Übersetzung der für den Walzprozess erforderlichen Drehzahlen und Drehmomente. Die prozessspezifische Drehzahlregelung erfolgt mithilfe eines hochgenauen Frequenzumrichters Sinamics S120 aus dem Automatisierungsspektrum in Verbindung mit einem unabhängig parametrierbaren Simotion-Controller, sodass an der Hauptwalze die erforderlichen Rotationsgeschwindigkeiten individuell vorgewählt werden können.

Der Projektmanager erklärt: „Wir benötigen hier deshalb eine sehr hohe Präzision der Drehzahlregelung, weil die Verformungsprozesse äußerst komplex sind.“ Die Regelparameter hierzu stammen aus einer von Siempelkamp für das Ringwalzen neu entwickelten Steuerung Sicoroll. Das Programmpaket – bestehend aus dem eigentlichen Walzprozess-Planungstool sowie der Steuerungs- und Regelungstechnik – sorgt für höchste Prozessgenauigkeit. Parameter wie Drehzahlen, Kräfte, Antriebsmomente oder Ringlage können einfach parametriert, überwacht und adaptiert werden. Das Programm bietet dem Anwender so nicht nur Unterstützung bei der Prozessplanung, sondern auch die Möglichkeit, den Prozess während des Ringwalzens anzupassen. Die Antriebstechnik muss die mit Sicoroll ermittelten Walzkurven und -strategien möglichst präzise und effizient abbilden können. Auch dann, wenn die Antriebstechnik in der Ringwalzanlage hohen mechanischen und thermischen Belastungen ausgesetzt ist.

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Verantwortung für den gesamten Antriebsstrang

Der Vorteil der Integrated Drive Systems: Die Motorbemessungsströme sind optimal an die Umrichterausgangsströme angepasst sind. Dadurch wird die Spannung beim Betrieb der Motoren an den Frequenzumrichter voll genutzt und ergibt jeweils hohe Wirkungsgrade, was in Verbindung mit dem effizienten Getriebe zu einem hohen Gesamtwirkungsgrad führt. „Dies ist der eine Grund, weshalb wir uns für Siemens entschieden haben; der zweite Aspekt ist, dass der gesamte Antriebsstrang unter der Verantwortung des Anbieters projektiert und mit Verfügbarkeitszusagen belegt wurde“, ergänzt Werner Schischkowski, Leiter Automatisierungstechnik bei Siempelkamp.

Aber auch die ATR Industrie-Elektronik GmbH trug ihren Teil zur optimierten Gesamtlösung bei. Als Tochtergesellschaft der Siempelkamp Maschinen- und Anlagenbau GmbH & Co. KG übernimmt die ATR mit ihren etwa 70 Mitarbeitern die elektrotechnische Ausrüstung von Anlagen nach den konstruktiven Vorgaben der Muttergesellschaft. So war der Schaltschrankbauer vom Niederrhein auch beim Projekt Ringwalze mit von der Partie und erstellte die Schaltanlage der Steuerungstechnik, Sicherheits- und Leittechnik. „Um kurze Servicezeiten und damit hohe Verfügbarkeiten garantieren zu können, entschied sich Siempelkamp für Standardlösungen“, berichtet Stefani Bovie, Prokuristin und Leiterin kaufmännische Abwicklung & Logistik bei der ATR. „Der Aufbau unserer Schaltanlagen mit den Siemens-Komponenten funktionierte wie immer einwandfrei. Wir arbeiten schon seit vielen Jahren mit Siemens zusammen. Die Kooperation verlief also auch hier erfolgreich ‚Hand in Hand’.“

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