Der Käfigläufer-Asynchronmotor wurde 1889 erfunden; 130 Jahre später ist er noch immer eine der am häufigsten verwendeten Bauarten bei Elektromotoren für industrielle Standardanwendungen.

(WK-intern) – Mit TorqueControl4.0 verwandelt Bauer einen passiven Asynchron-Getriebemotor in einen intelligenten Antrieb, der wertvolle Daten über IO-Link kommuniziert.

Durch die Integration von Getriebemotoren in das Industrial Internet of Things (IIoT) profitieren Betreiber von höherer Präzision, Energieeffizienz und reduzierten Wartungskosten.

Die Vorteile des IIoT sind gut dokumentiert und Hersteller auf der ganzen Welt investieren in intelligente Fabriken, um Produktionsabläufe zu verbessern. Die meisten kleinen und mittleren Fertigungsunternehmen haben jedoch nicht die Ressourcen, um Millionen von Euro für den kompletten Neuaufbau ihrer Fabriken zu investieren. Wo immer es also möglich ist, herkömmliche passive Technologie in ein intelligentes Netzwerk zu integrieren, stellen viele Hersteller die Frage: „Wie kann ich meine vorhandene Infrastruktur aufrüsten?“

Der Beitrag von Bauer Gear Motor zur „vierten industriellen Revolution“ (Industrie 4.0) begann, als ein langjähriger Kunde genau diese Frage stellte, wie Produktmanager Simon Scharpf erklärt:

„Ein Kunde, mit dem wir schon vorher sehr eng zusammengearbeitet haben, bat uns, eine Alternative zu mechanischen Überlastkupplungen zu prüfen. Er suchte nach einer Lösung, die für die Drehmomentüberwachung und -steuerung von Fördersystemen effizienter wäre und idealerweise eine verbesserte Leistung im Betrieb und eine kürzere Reaktionszeit im Fall einer Drehmomentüberlastung bieten sollte. Wir haben schnell festgestellt, dass eine elektronische Lösung der beste Weg ist, um diese Anforderungen zu erfüllen, und dass diese den zusätzlichen Vorteil bietet, konkrete Daten über IO-Link in die Cloud übertragen zu können.“

Mechanische Drehmomentbegrenzer schützen den Antriebsstrang, indem sie bei Erreichen einer bestimmten Drehmomentbelastung nach dem Prinzip der Sollbruchstelle ansprechen. Dies ist ein einfaches, aber wirksames Mittel zum Schutz von Anwendungen wie Bandförderanlagen, bei denen ein Fremdkörper den Antriebsstrang blockieren und unerwartete Lasten hervorrufen kann. Die meisten modernen mechanischen Drehmomentbegrenzer verfügen zudem über einen Sensor, der den Bediener im Falle einer Überlastung auf die Situation aufmerksam macht. Allerdings muss in diesem Fall die mechanische Kupplung teilweise demontiert und wieder eingekuppelt werden, was die Ausfallzeiten für den Betreiber verlängert. Außerdem ist das mechanische System in sich geschlossen und erlaubt nur eine binäre Steuerung, d. h. entweder ein- oder ausgekuppelt.

Die Lösung TorqueControl4.0 von Bauer ist eine intelligente, elektronische Steuerung, mit der sich alle am Stromnetz betriebenen Bauer-Getriebemotoren kostengünstig und ohne Frequenzumrichter in ein Industrie-4.0-Netzwerk integrieren lassen. Sie ermöglicht es dem Betreiber, ein flexibles – aber dennoch präzises – Überlastmoment einzustellen und die Leistung ständig zu überwachen. Hierdurch sind vorbeugende Wartungsmaßnahmen möglich, wenn Unregelmäßigkeiten auftreten. Darüber hinaus kann die zentrale Steuerung im Falle einer Überlastung die Informationen an die Produktionslinie übermitteln und alle Maschinen stoppen, solange die Überlastsituation behoben wird. Sobald die Überlastung beseitigt ist, ist der Neustart der Anlage über das Netzwerk ein einfacher Prozess.

Durch die Möglichkeit, TorqueControl4.0 über IO-Link mit dem Industrie-4.0-Netzwerk zu verbinden können erstmals die Umgebungsdaten eines Standard-Getriebemotors in Echtzeit überwacht werden, sodass sofort darauf reagiert werden kann. Dies wiederum erhöht die Funktionalität und Leistung des Getriebemotors, wobei auch Funktionen wie Sanftanlauf und Sanftstopp verfügbar werden sowie die Möglichkeit, die Magnetisierung des Motors unabhängig von der Last zu optimieren – was den Wirkungsgrad des Motors unter Teillastbedingungen deutlich erhöht.

Simon Scharpf fährt fort: „TorqueControl4.0 ermöglicht nicht nur die Überwachung von Betriebszustand, Betriebsstunden, Temperatur und Lastzyklus, sondern kann auch eine unabhängige Abschaltung des Drehmoments bewirken und Zustandsdaten wie Strom, Spannung oder Leistung liefern. Die Parameter können so eingestellt werden, dass der Antrieb im Falle einer Überlastung innerhalb von Millisekunden abgeschaltet wird, um eine Beschädigung des Antriebsstrangs zu verhindern. Zugleich kann der Betreiber den Anlaufstrom wie bei einem herkömmlichen Sanftstarter begrenzen.

Durch die kontinuierliche Lastpunktüberwachung kann TorqueControl4.0 die Spannung so einstellen, dass der Antrieb im Teillastbereich effizient läuft. Wir gehen davon aus, dass dies den Wirkungsgrad des Motors in einigen Fällen um bis zu 25 % erhöht.“

TorqueControl4.0 ist in den Klemmenkasten des Motors integriert, sodass der Motor seine Standard-Schutzart beibehält. Das System ist für ein breites Anwendungsspektrum mit einem Leistungsbedarf bis zu 2,2 kW ausgelegt und eignet sich damit besonders für den Einsatz in der Fördertechnik, in der Intralogistik oder in Prozessen, die unter Last starten und eine hervorragende Energieeffizienz und schonende Leistungsversorgung erfordern.

Durch TorqueControl4.0 kann jeder am Stromnetz betriebene Getriebemotor ohne Frequenzumrichter in das IIoT integriert werden. Von den an die zentrale Steuereinheit übermittelten Daten profitiert letztlich die gesamte Produktionslinie. Auf diese Weise können Fertigungsunternehmen eine Technologie aus dem 19. Jahrhundert in die Fabrik der Zukunft des 21. Jahrhunderts überführen.

Seit über einem dreiviertel Jahrhundert lösen wir Antriebsprobleme überall da, wo elektrische Antriebe mit hohen Drehmomenten für Anlagen, Maschinen und Apparate gebraucht werden. Dank unserer weltweiten Niederlassungen haben Sie unser Angebot auf der ganzen Welt immer in Ihrer Nähe.

PM: Bauer Gear Motor GmbH

PB: Bildtexte: Mit TorqueControl4.0 können alle am Stromnetz betriebenen Bauer-Getriebemotoren kostengünstig und ohne Frequenzumrichter in ein Industrie-4.0-Netzwerk integriert werden.

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