Industrie 4.0 baut auf intelligente Antriebe mit intelligenten Schnittstellen

Im Netzwerk von Industrie 4.0 spielt der intelligente Frequenzumrichter eine zunehmend wichtigere Rolle. Immer mehr Elektromotoren werden heute von diesen Geräten angetrieben – vor allem um den Energieverbrauch von Anlagen zu minimieren. Daneben gibt es aber auch zahlreiche weitere gute Gründe, Frequenzumrichter einzusetzen. Seit der Einführung von Mikroprozessoren wurde die ursprüngliche Steuerungsfunktion der Frequenzumrichter kontinuierlich um zusätzliche Funktionen erweitert. Dazu zählt unter anderem auch eine gezielte Prozesssteuerung.

Industrie 4.0 beflügelt diesen Trend weiter: Im IoT kommunizieren intelligente und vernetzte Frequenzumrichter selbständig mit anderen Geräten. Sie erheben, sammeln und werten Motordaten aus, um genaue Informationen über den Anlagenzustand zu übermitteln. Auf diese Weise wird der Umrichter zum intelligenten Sensor, der dabei hilft, Motoren und Anlagen sicher und zuverlässig zu betreiben.

Zu diesem Zweck zeichnen sich Danfoss Frequenzumrichter durch einige zusätzliche Funktionen aus:

  • Sichere Verbindung: Der Frequenzumrichter kann sicher mit anderen Elementen verbunden werden. Andere Elemente im Netzwerk können Antriebe, Steuerungen, Sensoren oder eine Cloud sein.
  • Der Frequenzumrichter dient als Sensor: Der Frequenzumrichter analysiert die Motornennstrom und -spannungscharakteristika, um die Motor- und Anwendungsleistung zu erfassen.
  • Der Frequenzumrichter dient als Sensor-Hub: Er erfasst Daten von externen Sensoren, die sich auf den vom Frequenzumrichter gesteuerten Prozess beziehen.
  •  Der Frequenzumrichter dient als Regler: Der Frequenzumrichter kann die SPS ersetzen, wenn die Anforderungen der Anwendung dies zulassen.

Intelligente Ausgabegeräte werden unterstützt: Drahtlose Verbindung zu intelligenten Geräten (Smartphone, Tablet).

Kommt der Danfoss Frequenzumrichter als Sensor zum Einsatz, so fallen sehr viele Daten an. Diese gilt es nun zu nutzen und für die verschiedenen Zwecke auszuwerten und weiterzuverarbeiten.

Dabei lassen sich die Daten/Informationen, die der Frequenzumrichter ausgibt, wie folgt definieren:

  • Verzögerungsfreie Signale: Signale, die direkt vom Frequenzumrichter über eingebaute Sensoren gemessen werden. Daten wie Motornennstrom, -spannung, Antriebstemperatur und deren Ableitungen, d. h. Leistung als Multiplikation von Strom und Spannung, oder Motordrehmoment. Darüber hinaus kann man den Frequenzumrichter als Hub für den Anschluss externer Sensoren verwenden, die verzögerungsfreie Signale liefern.
  • Verarbeitete Signale: Daten, die aus den verzögerungsfreien Signalen abgeleitet werden. Zum Beispiel die statistische Verteilung (Maximal-, Minimal-, Mittel- und Standardabweichungswerte), Frequenzbereichsanalysen oder Einsatzprofilindikatoren.
  • Analysesignale: Signale, die Hinweise auf den Zustand von Frequenzumrichter, Motor und Anwendung geben. Die Signale werden verwendet, um Wartungsarbeiten zu veranlassen oder das Systemdesign zu optimieren.
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