Das Maschinenbauunternehmen Michael Weinig mit Hauptsitz in Tauberbischofsheim beliefert Hobel- und Sägewerke, das Handwerk sowie die Möbelindustrie und den Massivholzfensterbau. \“Wie haben uns in der Massivholzbearbeitung als Komplettanbieter positioniert\“, fasst Rainer Kurz, der im Produktbereich Profilieren für die elektrische Ausrüstung der Maschinen zuständig ist, das Engagement seines Arbeitgebers zusammen. \“Im Zusammenhang mit unseren Kehlmaschinen für die Längsbearbeitung u.a. von Massivholzprodukten ergab sich im Hinblick auf die EN12750 zur Sicherheit von Holzbearbeitungsmaschinen eine konkrete Problemstellung bei der Drehzahlüberwachung der Spindelantriebe.\“
Hoher Aufwand für Sicherheitsfunktion
Die Norm verpflichtet Hersteller von Maschinen, dass ein per Frequenzumrichter betriebener Spindelantrieb, zehn Prozent seiner eingestellten Maximaldrehzahl nicht überschreiten darf. Diese Sicherheitsfunktion ist über einen Frequenzumrichter nur mit hohem Zusatzaufwand oder durch den Einsatz von kostspieligen Geräten zu realisieren. Denn ist ein Umrichter defekt oder gestört, kann die von ihm an einen Antrieb abgegebene Frequenz steigen. Die Norm verlangt daher eine zusätzliche Absicherung, um eine reale Messung der abgegebenen Frequenz zu ermöglichen.
Magnetfelder stören Sensoren
Zunächst präferierte man beim Maschinenbauer Weinig als mögliche Lösung den Anbau von induktiven Sensoren oder Drehimpulsgebern an den Antrieb und die Überwachung der Drehzahl über entsprechende Auswertegeräte. Die Sensoren wurden jedoch durch die Magnetfelder der Drehstrom-Asynchronmotoren negativ beeinflusst. Darüber hinaus erwies sich die gesamte Montage und Installation, u.a. aufgrund der Verdrahtung, als sehr aufwendig. Dazu Mitarbeiter Kurz: \“Zu bedenken ist außerdem die Wirtschaftlichkeit eines solchen Konzepts. Werden Standardantriebe wie Drehstrom-Asynchronmotoren in irgendeiner Form modifiziert, etwa durch induktive Sensoren, dann steigen die Kosten antriebsseitig immens.\“
Einfache Überwachung zwischen 10 und 800Hz
Also stellte man sich die Frage, ob die Anforderungen nicht auch anders und vor allem einfacher erfüllt werden konnten. \“Gemeinsam mit IPF Electronic entwickelten wir auf Basis des Überwachungsmoduls VY86 ein Verfahren, das eine vereinfachte Überwachung von frequenzgeregelten Elektromotoren ermöglicht\“, so Kurz. Mit dem IPF-Modul erfolgt die Kontrolle der Drehzahl über die Ermittlung der Frequenz, die der Umrichter an den Motor überträgt. Hierzu wird ein Stromwandler (für 50 oder 100A) auf eine Ader der Motorzuleitung aufgesteckt und mit der Auswerteeinheit VY86 verbunden. Das Modul vergleicht die aufgenommene Frequenz mit einer zuvor eingelernten Maximalfrequenz. Wird dieser Wert um eine mit einem Potentiometer einstellbare Toleranz (1 bis 5%) überschritten, so schaltet das Gerät ein Alarmrelais, über das der Antriebsmotor abgeschaltet wird. Das Modul ist für eine Frequenzüberwachung zwischen 10 und 800Hz einsetzbar, benötigt lediglich 24VDC als Versorgungsspannung und mit einer Breite von 35,6mm nur wenig Platz auf der Hutschiene. Das verwendete Relais ist als Wechsler für 250VAC/1,5A ausgelegt. Durch das neue Verfahren verbleiben der Stromwandler und die Auswertung im Schaltschrank. Die aufwendige Montage eines Signalgebers hingegen entfällt, und auch die Nachrüstung von bestehenden Anlagen ist kein Problem.
