Verstellgetriebe durch FU ersetzen, Synchronisierung.

[the_muck]

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Hallo,
in einer Anlage haben wir eine Verstellgetriebe als "Master", über Zahnräder geht es auf ein weiteres Verstellgetriebe. Das Zweite Getriebe ist ein PLV Getriebe und recht Anfällig / Wartungsintensiv. Nun kam die Idee auf dort ein Getriebemotor einzubauen mit FU, soweit kein Thema. Die Bediener hätten es aber gerne das der FU auch Synchronisiert wird mit dem Master... Kennt ihr ein FU der das von haus aus könnte? Also Geber in Digital / Analog für die Sollgeschwindigkeit, und dann über Poti den Offset setzen?

 

[Holzmichl]

Was heißt Synchronisieren?

Welche Toleranz ist erlaubt?

Mein erster Gedanke wäre es über 2 FUs die Anlagen per passender Sollwertvorgabe zu justieren.
Oder muss das als High-Performance-Variante mit Master-Slave-Kopplung in Servotechnik oder per Leitwertgeber passieren?
Sowas gibts von Siemens bei den Sinamics S oder SEW mit DriveSync und ich denk bei vielen Anderen.

Die Variante mit 2 neuen Antrieben mag von der Anschaffung her teuer erscheinen, aber speziell beim Wirkungsgrad sind so alte Verstellgetriebe ganz schöne Vernichter...

Ich hab schon viele Verstellgetriebe durch Getriebemotor mit FU ersetzt. Meistens per 87Hz-Kennlinie mit Drehzahl von 10-100Hz. Gab nie ein Problem und nur Vorteile. Energieeinsparung von 50% war dabei nicht selten.

 

[Blockmove]

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Lässt sich mit SEW recht gut umsetzen.
Einfach mal anrufen und beraten lassen. Auf Wunsch machen sie dir auch die ganze Auslegung und unterstützen auch bei der Inbetriebnahme.

 

[the_muck]

Die beiden Antrieb sollten leider schon Recht synchronisiert laufen, von der Geschwindigkeit. Wobei Positionsfehler nicht das Problem sind. Verzögerungen sind auch okay aber nach 1s sollte das Verhältnis eben wieder stimmen. Der verstellbereich ist auch eigentlich sehr klein. Also und die 10-15%.

 

[Blockmove]

Die beiden Antrieb sollten leider schon Recht synchronisiert laufen, von der Geschwindigkeit. Wobei Positionsfehler nicht das Problem sind. Verzögerungen sind auch okay aber nach 1s sollte das Verhältnis eben wieder stimmen. Der verstellbereich ist auch eigentlich sehr klein. Also und die 10-15%.

Solange nur die Geschwindigkeit synchron sein muss ist das kein Problem. Dazu noch innerhalb 1 Sekunde ... Brauchst du da überhaupt Synchronlauf oder reicht da ne gemeinsame Sollwertvorgabe?

 

[Holzmichl]

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Wenn ich das so lese, würd ich nen Einfach-FU nehmen und per S7-1211 mit AO-Board Impulse vom Masterantrieb einlesen (z.B. Zähne vom Zahnrad) und auf Analogen Sollwert vom FU wandeln. Nen Poti auf den 0-10V Eingang oder nen 3-Stellungs-Tippschalter als DI für schneller/langsamer zur kleinen S7 als Offset -> fertig und simpel.

Wär jetzt nicht meine Wunschlösung, aber nach Minimalprinzip möglich.

 

[the_muck]

Na ja die erste Idee war ja sich ein Sollwert vom anderen Getriebe zu holen. Aber vielleicht ist es wirklich nicht verkehrt beide Motoren zu tauschen. Das muss ich mal mit der Mechanischen Konstruktion klären. In die 87Hz Thematik muss ich mich mal einarbeiten. Höhere Drehzahl bei gleichem Drehmoment war das doch. Ich glaube das brauchen wir nicht mal.

Wichtige wäre es das die Geschwindigkeiten fein genug justiert werden können. Das geht aktuell mit dem manuellen Getriebe und dem Vorgelagerten halt sehr genau. Ob da die 0-10V limitieren können bin ich nicht sicher.

 

[Holzmichl]

87Hz Thematik

Das ist eigentlich nur unter 2 Gesichtspunkten interessant:
- Verstellbereich der Drehzahl erhöht sich
- kleinere Bauform des Motors nutzen

 

[Holzmichl]

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Wichtige wäre es das die Geschwindigkeiten fein genug justiert werden können

Ich kenn sowas auch - hier ist eher von Interesse, wie die Bedienung der Verstellung aktuell passiert, damit die Bediener sich am wenigsten anpassen müssen.
Und ob die absolute Geschwindigkeit interessant ist oder nur nach "Gefühl" angepasst wird für den Prozess.

Handrad -> Poti
2 Taster für Schneller+Langsamer -> wieder Taster

 

[the_muck]

Im Prozess laufen halt zwei Wellen, die Hauptwelle wird eingestellt und dann die zweite mit etwas volauf justiert. Es ist aber ein Produkt zwischen den Wellen so das dort ne ordentliche "Verspannung" entsteht. Wenn man nun die Hauptwelle verstellt verstellt sich prozentual die zweite. Aber vielleicht macht es sogar mehr Sinn das nicht prozentual zu machen sondern mit einem "offest". Das muss ich mal mit den Beinen besprechen.

Aktuell ist eines der größten Probleme wie ich den Antrieb Auslagen kann. Also woher die Daten das man nicht komplett überdimensioniert. Ich kann an einer zweiten Maschine den Strom messen. Aber eben im Betrieb nicht das zweite Getriebe entkoppeln.

 

[Blockmove]

Wenn du nur einen Verstellbereich von 10 -15% hast, ist das mit dem Dimensionieren vergleichsweise einfach.
Da spielt die Motorcharakteristik keine so große Rolle. Wenn du nen Asynchronmotor nimmst, dann sollte der halt irgendwo im Bereich von 40-60Hz laufen. Bei einem größeren Verstellbereich wird es kritischer, da bist du dann mit nem Servo besser bedient. Evtl. noch das Thema Kühlung anschauen. Manchmal ist eine Fremdkühlung interessant.

 

[rostiger Nagel]

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Ich würde da einen Antriebshersteller ins Haus holen,
mit SEW habe ich die Erfahrung gemacht, das die Morgens
ins Haus kommen und Nachmittags hat man das Angebot.

SEW ist bei Dimensionierung und Auslegung sehr stark.

 

[Holzmichl]

SEW macht das kostenlos als Service, also keine Angst und Scheu vor einem vor-Ort-Besuch! Das ist deren Geschäftsmodell.

Zwecks Verstellbereich allerdings eine ordentliche Bestandsaufnahme machen.
Wenn jetzt Verstellbereich 10-15% in Abhängigkeit des ersten Getriebes gemeint war und das erste Getriebe auch noch +/- 20% verstellt ist der Stellbereich des neuen Antriebs dementsprechend größer.

 

[Baschankun]

Aus der Ferne sind Vorgaben und Ideen nur schwer zu machen.
Nur ein paar Anmerkungen:
Trennt man ein Antriebssystem auf, dann kann man das auch für verbesserte Funktionalitäten nutzen, das man mit der Kopplung nicht hat. Z.B. beim Einrichtbetrieb, Reinigen, etc. (-> Slave Achse separat tippen, verfahren).
Das Drehzahlverhältnis lässt sich genauer und reproduzierbarer einstellen (HMI, Rezepte etc.).
Auswertung von Istdrehzahl und Drehmoment, ggf. Position
Maschinensicherheit: Einbindung? STO oder mehr? welche Anforderungen (PL,...)?

Was man bei FU oder Servo Betrieb beachten sollte, ist die EMV. Bei einer alten Maschine kann moderne Antriebstechnik die Sensoren, HTL Geber etc. stören. Da ist eine EMV gerechte Ausführung und Erdung der Maschine und der Schaltschränke unbedingt notwendig.

Die Kosten lassen sich viel besser rechtfertigen, wenn man nicht nur genauso gut ist, sondern Verbesserungen (auch für die Bediener) einbaut.

 

[winnman]

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Das hört sich von mir eher nach einem Wickler oder ähnliches an.
Vielleicht sollte man hier eher einfach mit einer Drehmomentvorgabe arbeiten (die man mit Poti einstellen kann).

 

[the_muck]

SEW macht das kostenlos als Service, also keine Angst und Scheu vor einem vor-Ort-Besuch! Das ist deren Geschäftsmodell.

Ich hab da keine scheu... die Frage ist halt wie die ermitteln wo die Leistung hin geht.

Gemessen habe ich am Hauptantrieb 4.7A, 3A, 3.3A, Typenschild sagt 4,5PS, 220V/380V , 12A/7A.

Hauptgetriebe 760rpm/126rpm , 3,5PS/1,8PS. Aktuelle Abtriesdrehzahl am Hauptgetriebe ~550rpm.
Eingangsdrehzahl Nebengetriebe dann ~76rpm, auf ~29rpm

Wickler oder ähnliches an.

Ne hat damit Recht wenig zu tun . Es sind Formwalzen...

 

[Holzmichl]

Fragen zur Auslegung:

Hauptgetriebe 760rpm/126rpm , 3,5PS/1,8PS

Also Verstellbarkeit von 1:6, das ist nicht mehr ganz so ohne. Wird der Bereich ausgenutzt?

Nebengetriebe immer im Schub = Antreibend oder auch mal auf Zug = Bremsend einstellbar?

Grundsätzlich - Angabe in PS => ganz schon alte Kiste... typischerweise vor 1995 = keine CE.
Wesentliche Änderung etc bitte mit Betrachten. Muss nicht, aber kann sein.

 

[Blockmove]

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Bei sowas ist nicht viel mit Ermitteln wo die Leistung hingeht. Das ist meistens mehr eine Schätzung
Je nach Geschwindigkeitsdifferenz, Anpressdruck, Material und zig weiteren Größen verteilt sich halt die Kraft.
Du bewegst dich ja bei dem Projekt nicht in Größenordnungen wo die Antriebe ein riesen Kostenfaktor sind.
Da kannst du schon überlegen, ob der Nebenantrieb etwa die gleiche Leistung hat.
Am besten mit der mechanischen Konstruktion abklären, dass sie bei Flansch und Welle darauf achten, dass man noch Spielraum hat und im Notfall da nen anderen Motor draufsetzen kann. Selbes gilt beim Umrichter.
Bei Form- oder Kalanderwalzen ist das Bremsvermögen auch wichtig. Je nach Prozess muss ein Antrieb meist ordentlich "dagegen halten". Da hab ich schon mal Lehrgeld bezahlt. Es kann sich ein gemeinsamer Zwischenkreis durchaus bezahlt machen.

 

[the_muck]

Ok ich habe noch mal mit den Bedienern gesprochen, es gibt doch 1-2x den fall das die Spreizung größer ist.

Wenn ihre Aufzeichnungen stimmen ist der Verstellbereich des Hauptgetriebes aktuell von 35% - 75%

Also Verstellbarkeit von 1:6, das ist nicht mehr ganz so ohne. Wird der Bereich ausgenutzt?

also ~40%.

 

[Holzmichl]

also ~40%.

Das ist die falsche Aussage.

Verstellbereich des Hauptgetriebes aktuell von 35% - 75%

Also ausgehend von 100% = 760 U/min
Verstellung von 266 U/min bis 570 U/min
Also Verstellbereich von ca 1 : 2,2

Es kann sich ein gemeinsamer Zwischenkreis durchaus bezahlt machen.

Das wollte ich in meinem letzten Post auch fast schon schreiben. Das macht man ohne Erfahrung aber nicht. Da sollte man sich definitiv vom Umrichterhersteller Unterstützung holen.