Automatisierung Gleichlauf

In der Technik gibt es oft das Problem, zwei unabhängig voneinander laufende Antriebe synchron...

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In der Technik gibt es oft das Problem, zwei unabhängig voneinander laufende Antriebe synchron laufen zu lassen. Dabei ist es entscheidend, dass beide Antriebe so genau geregelt werden können, dass ein Versatz ausgeschlossen werden kann. Ähnlich stellte sich das Problem bei einem Haldengerät von Thyssen-Krupp. In dieser Applikation kommt es darauf an, dass die Fahrantriebe des Brückenkratzers auf beiden Seiten absolut positionssynchron verfahren. Der Versatz zwischen rechtem und linkem Antrieb darf maximal 8 cm betragen. Andernfalls droht eine Entgleisung des Haldenabräumgerätes.Es sind zwei verschiedene Betriebsarten erforderlich. Die Umsetzbewegung des Kratzers von einer Halde zur anderen sollte mit etwa 9 m/min erfolgen, und die Arbeitsgeschwindigkeit, bei der das Material zu den seitlichen Förder-bändern geschoben wird, muss mit einer Geschwindigkeit zwischen 0,13 und 3 m/h ausgeführt werden. Das entspricht einem Drehzahlstellbereich von über 1 : 4000. Für den Antrieb wählte man einen Frequenzumrichter der Serie VLT 5000 Flux von Danfoss mit SyncPos-Optionskarte, Profibus und Bauer-Getriebemotoren. In der Anlage waren zwei Doppelantriebe eingebaut. Jede Antriebskombination bestand dabei aus einer dreiphasigen Asynchronmaschine mit zwei Wellenenden. Die schnelle Drehzahl wurde mit dem Drehstromantrieb realisiert. Dieser Motor wurde an das Netz geschaltet. Der angekoppelte Gleichstrom-Getriebemotor wurde vom zweiten Wellenende des Drehstromantriebs über eine schaltbare Kupplung getrennt, um Schäden durch die hohe Drehzahl zu vermeiden.Bei niedriger Betriebsdrehzahl wurde der dreiphasige Asynchron-Getriebemotor vom Netz getrennt, die Kupplung zwischen Asynchron-Getriebemotor und Gleichstrom-Getriebemotor eingeschaltet, und die Drehzahl der Gleichstrommaschine mit einem Drehzahlverhältnis von rund 1 : 20 mit einer Gleichstrom-Antriebssteuerung geregelt.Eine echte Positionssynchronisierung beider Antriebskombinationen ließ sich in der alten Anlagenversion nicht verwirklichen. Wenn eine Seite Schlupf hatte oder zu schnell oder zu langsam fuhr, wurde dies von den externen Schieflagesensoren (induktive Näherungsschalter) erkannt, und der entsprechende Motor schaltete einfach kurzzeitig ab. Dies führte zu einer extremen Beanspruchung an allen mechanischen Komponenten und häufigen Ausfällen von mechanischen Übertragungselementen. Die Anforderungen an die neue Anlage waren deshalb:- Ruckfreies Beschleunigen und Bremsen der Anlage.- Sanfte Schieflagenkorrektur, wenn ein Radsatz durchdreht (zum Beispiel bei Glatteis auf den Schienen).- Positionssynchronisierung beider Antriebe im Automatikbetrieb.- Eine Antriebslösung ohne Doppelantrieb (Asynchron-Getriebemotor mit zusätzlichem Gleichstrom-Getriebemotor).- Automatischer Schnellstopp (Notstopp) an den Korrekturgrenzen.- Automatisches Geraderichten der Anlage nach einem Schnellstopp an den Korrekturgrenzen.- Komplette Steuerung und Visualisierung über Profibus DP.- Handbetrieb mit einstellbarer Geschwindigkeit in beiden Verfahrrichtungen.- Beide Antriebe sollten auch separat verfahren werden können (Service-Mode).- Alle Daten sollten über das Display des Umrichters zugänglich sein.Weil die Thyssen-Krupp Fördertechnik GmbH schon die Getriebemotoren von Danfoss-Bauer verwendete und diese zusammen mit den Frequenzumrichteren von Danfoss den Vorgaben entsprachen, waren dies wichtige Faktoren, die für die Implementierung von Bauer- Getriebemotoren und Danfoss-VLT-Frequenzumrichtern VLT 5000 Flux mit Profibus-DP-Schnittstelle sprachen. Weil es sich bei dieser Anlage um eine Nachrüstung handelte, stand im Schaltschrank nur wenig Platz zur Verfügung. Deshalb bot das in den Umrichtern integrierte Danfoss-Konzept Vorteile, weil die Syncpos-Option keinen zusätzlichen Platz im Schaltschrank benötigte. Außerdem ermöglichte die Danfoss-Lösung weitere Einsparungen, weil die Lagerhaltung von Schützen und Relais nicht mehr erforderlich ist und die Gleichstrom-Antriebssteuerung wegfällt. Außerdem gibt es weniger Anlagenstillstände und Wartungsbedarf.