Drehzahlvariable Antriebe werden seit über einem halben Jahrhundert eingesetzt. Mit Industrie 4.0 verschiebt sich die Rolle des Frequenzumrichters weiter: Vom einst reinen Drehzahlsteller mehr und mehr hin zu einem intelligenten Bestandteil des Automatisierungs-Systems. Mit drei zusätzlichen Funktionen ausgestattet, arbeiten Danfoss Frequenz-Umrichter als intelligente Sensoren in der Anlage und ermöglichen dem Betreiber die Zustandsüberwachung. Denn was im Büro schon lange selbstverständlich ist, wird auch Standard bei der Instandhaltung von Anlagen. So wie uns der Drucker über den Tonerstand auf dem Laufenden hält, können auch Frequenzumrichter frühzeitig warnen, bevor es zum Motor- und Anlagenstillstand kommt. Das Konzept dahinter nennt sich zustandsorientierte Wartung. Im Mittelpunkt stehen drei einzigartige Funktionen für die Überwachung von Lasthüllkurve, Motorstatorwicklung und mechanischer Schwingungen.
Was den Frequenzumrichter zum intelligenten Sensor macht
Intelligente Umrichter von Danfoss sammeln Daten aus verschiedenen Quellen. Sie kombinieren dafür Signale von internen und externen Sensoren wie beispielsweise Schwingungs- und Drucksensoren. Mit Edge Intelligence werden die wertvollen Informationen lokal im Gerät ausgewertet und gegebenenfalls in die Cloud oder an das unternehmensinterne System gesendet. So stehen die Daten dort bereit, wo sie benötigt werden und ermöglichen eine vorausschauende, zustandsorientierte Wartung, die die Leistung, Effizienz und Betriebszeit von Anlagen erhöht, die Lebensdauer der Anlagenkomponenten verlängert und gleichzeitig die Komplexität verringert.
Viele mechanische Fehler wie beispielsweise Lagerverschleiß, Wellenversatz und Unwuchten erzeugen Schwingungen. Die beschleunigte Abnutzung mechanischer Teile eines Antriebssystems lässt sich vermeiden, indem der Danfoss Frequenzumrichter zusammen mit einem Sensor – einem externen Schwingungstransmitter – verwendet wird, der die Vibration in einem Motor oder einer Anwendung überwacht. Indem das Transmittersignal mit antriebsinternen Signalen, wie beispielsweise der Drehzahl, oder anderen für die Anwendung relevanten Signalen korreliert wird, kann der Antrieb Fehler frühzeitig erkennen und über den Zustand des Systems informieren, um einen Funktionsausfall zu verhindern. Die Wartung kann im Voraus vorbereitet und geplant werden, während die Anlage bis zur nächstmöglichen Wartungspause weiter betrieben werden kann. Die Schwingungsüberwachung erfolgt mittels standardisierter Methoden und Schwellwerte, welche in Normen wie ISO 13373 zur Zustandsüberwachung und -diagnostik von Maschinen oder ISO 10816/20816 zur Messung und Klassifizierung mechanischer Schwingungen vorgesehen sind. Der Vorteil einer derartigen Überwachung im Umrichter besteht darin, dass sie es ermöglicht, Daten mit den tatsächlichen Betriebsbedingungen bei Dauerbetrieb/Rampen, Lastbedingungen oder Drehzahl gegeneinander abzugleichen.
