Bauer TorqueControl4.0 verwandelt 130 Jahre alte Technologie in intelligenten Antrieb

Der Käfigläufer-Asynchronmotor wurde bereits im Jahr 1889 erfunden, und 130 Jahre später ist er noch immer eine der am häufigsten verwendeten Elektromotorkonstruktionen für industrielle Standardanwendungen. TorqueControl4.0 von Bauer verwandelt einen passiven Asynchron-Getriebemotor in einen intelligenten Antrieb und überträgt über einen IO-Link wertvolle Daten. Durch die Integration von Getriebemotoren in das Industrial Internet of Things (IIoT) profitieren Anlagenbetreiber von mehr Präzision, Energieeffizienz und geringeren Wartungskosten.

Die Vorteile des IIoT sind gut dokumentiert, da Hersteller auf der ganzen Welt in intelligente Anlagen investieren, um die Produktionsabläufe zu verbessern. Die meisten kleinen oder mittelständischen Hersteller haben jedoch nicht die Ressourcen, um Millionen von Euro für den vollständigen Umbau ihrer Standorte einzusetzen. Wo es also möglich ist, traditionelle passive Technologien in ein Smart-Netzwerk zu integrieren, stellen sich viele Hersteller die Frage: „Wie kann ich meine bestehende Infrastruktur aufrüsten?“

Simon Seybold, Entwicklungsingenieur, Bauer Gear Motor GmbH

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

„Ein guter Kunde, mit dem wir bereits sehr eng zusammengearbeitet hatten, sprach uns auf mögliche Alternativen zu den mechanischen Überlastkupplungen an. Sie suchten nach einer effizienteren Lösung für die Drehmomentüberwachung und -steuerung von Fördersystemen, idealerweise mit verbesserter Leistung während des Betriebs und kürzeren Reaktionszeiten bei Drehmomentüberlastungen. Wir haben schnell erkannt, dass eine elektronische Lösung der beste Weg ist, um diese Anforderungen zu erfüllen, und dass dies den zusätzlichen Vorteil bieten kann, reale Daten über einen IO-Link in die Cloud zu übertragen.“

Mechanische Drehmomentbegrenzer schützen den Antriebsstrang, indem sie beim Erreichen einer bestimmten Drehmomentlast einen Ausfall nach dem Prinzip der Sollbruchstelle ansprechen. Dies ist ein effektiver (wenn auch einfacher) Schutz für Anwendungen wie Förderbänder, bei denen ein Fremdkörper den Antriebsstrang blockieren und unerwartete Belastungen erzeugen könnte. Die meisten modernen mechanischen Drehmomentbegrenzer verfügen auch über einen Sensor, der den Bediener warnt, wenn eine Überlast auftritt. In diesem Fall muss die mechanische Kupplung jedoch teilweise demontiert und dann wieder eingerückt werden, was die Ausfallzeiten für den Betreiber verlängert. Darüber hinaus ist das mechanische System in sich geschlossen und kann nur binär gesteuert werden, d. h. ein- oder ausgekuppelt.

TorqueControl4.0, die Lösung von Bauer, ist eine intelligente elektronische Steuerung, mit der sich alle netzbetriebenen Bauer-Getriebemotoren kostengünstig und ohne Frequenzumrichter in ein Industrie-4.0-Netzwerk integrieren lassen. Dies ermöglicht es dem Bediener, ein flexibles – und dennoch präzises – Überlastmoment einzustellen und die Leistung lückenlos zu überwachen. So können im Fall von Unregelmäßigkeiten vorbeugende Wartungsmaßnahmen ergriffen werden. Wenn eine Überlast erkannt wird, kann die zentrale Steuerung Informationen an die Produktionslinie übermitteln und alle Geräte in den Wartezustand versetzen, während die Belastung verringert wird. Sobald das Problem behoben ist, kann das System einfach über das Netzwerk neu gestartet werden.

TorqueControl 4.0 eignet sich für Abläufe in den Bereichen Fördertechnik und Intralogistik sowie für Prozesse, die unter Last beginnen und ein Optimum an Energieeffizienz und schonender Leistungsabgabe erfordern.

Dank der Möglichkeit, TorqueControl4.0 über einen IO-Link mit dem Industrie-4.0-Netzwerk zu verbinden, können die Umgebungsdaten eines Standardgetriebemotors erstmals in Echtzeit überwacht und einbezogen werden. Dies wiederum erhöht die Funktionalität und Leistung des Getriebemotors, da Funktionen wie Sanftanlauf und -stopp verfügbar sind und die Fähigkeit, die Magnetisierung des Motors unabhängig von der Last zu optimieren – was den Wirkungsgrad des Motors unter Teillastbedingungen deutlich erhöht.

Seybold Simon fährt fort: „TorqueControl4.0 ermöglicht nicht nur die Überwachung des Betriebsstatus, der Betriebsstunden, der Temperatur und des Lastzyklus, sondern kann auch eine unabhängige Abschaltung des Drehmoments bewirken und gleichzeitig Statusdaten zu Strom, Spannung oder Leistung bereitstellen. Die Parameter können so eingestellt werden, dass der Antrieb im Falle einer Überlast in Millisekunden abgeschaltet wird, um Schäden am Antriebsstrang zu vermeiden. Gleichzeitig können die Bediener den Anlaufstrom genau wie bei einem klassischen „Sanftstarter“ begrenzen.

Durch die kontinuierliche Lastpunktüberwachung kann TorqueControl4.0 die Spannung regulieren, um den Frequenzumrichter effizient unter Teillast zu betreiben. Wir schätzen, dass dies die Motoreffizienz in einigen Fällen um bis zu 25 % erhöht.“

Das System TorqueControl4.0 ist in den Klemmenkasten des Motors integriert, damit dieser seine standardmäßige IP-Schutzart behält. Dieses System ist für eine Vielzahl von Anwendungen mit Leistungsanforderungen bis 2,2 kW ausgelegt. Es eignet sich insbesondere für den Einsatz in der Fördertechnik und Intralogistik sowie für Prozesse, die unter Last beginnen und ein Optimum an Energieeffizienz und schonender Leistungsabgabe erfordern.

Durch TorqueControl4.0 kann jeder netzbetriebene Getriebemotor in das IIoT integriert werden, ohne dass ein Frequenzumrichter erforderlich ist. Die an die zentrale Steuerung übermittelten Daten kommen letztlich der gesamten Produktionslinie zugute. Auf diese Weise können Hersteller die Technologie des 19. Jahrhunderts in eine Fabrik der Zukunft des 21. Jahrhunderts umwandeln.