Hybride Motorstarter Antriebstechnik der nächsten Generation

Wenn Maschinenteile und Werkstücke in ihrer Lage verändert werden sollen, geschieht dies häufig durch Drehstrom-Asynchronmotoren. Meist setzen Frequenzumrichter die Bewegungen drehzahlgeregelt um. In einer modernen Produktionseinheit erledigen Servoantriebe oder Roboter viele Feinmontage-Arbeiten. Die Fördertechnik basiert jedoch zumeist auf ungeregelten Antrieben. Diese Komponenten müssen ebenfalls gestartet, gestoppt, gewendet und gegen Überlast geschützt werden. Das gilt auch für die vollautomatisierte Endmontage von Hengst. Das 1958 gegründete Familienunternehmen entwickelt und fertigt Filtra­tionslösungen für Pkw und Nutzfahrzeuge sowie Schiffs- und Stationärmotoren.

Hohe Ansprüche an die Qualität

Die Filtrations- und Fluidmanagement-Systeme weisen eine hohe Fertigungstiefe auf. Die Produktionsanlagen von Hengst werden inklusive der zugehörige Software und Elektrokonstruktion ausnahmslos selbst geplant, konstruiert, aufgebaut und gewartet. Einer der Gründe für dieses Konzept ist es, von Zulieferern unabhängig zu bleiben. Hengst bietet die Dienstleistungen im Umfeld des Maschinenbaus inzwischen ebenfalls für andere Unternehmen an, auch außerhalb der Automobil-Industrie. Das umfassende Know-how der Fachleute steht also auch externen Partnern zur Verfügung.

Das derzeit viel diskutierte Zukunftsprojekt Industrie 4.0 ist für die Münsteraner in gleicher Weise ein Thema. „Doch während die meisten Unternehmen noch über Industrie 4.0 reden, realisieren wir bereits erste Konzepte in der eigenen Produktion“, stellt Alfons Lehmbrock fest, der als Projekt-Ingenieur im Maschinenbau von Hengst tätig ist. „Unsere Aktivitäten beinhalten beispielsweise Aspekte wie die Rückführbarkeit in der Fertigung sowie die Kombination von Unikat-Halbzeugen zu kompletten Produkten, wobei die einzelnen Teile perfekt zusammenpassen“.

Platzersparnis im Schaltschrank

Ob für den Eigenbedarf oder als Lieferant hochwertiger Maschinen: Der Qualität der eingesetzten Bauteile, einer einfachen Bedienung sowie der Langlebigkeit der Komponenten kommt eine große Bedeutung zu. Vor diesem Hintergrund nutzt Hengst zum Betrieb der in den Montage­anlagen verbauten Förderbänder Hybrid-Motorstarter der Produktfamilie Contactron von Phoenix Contact. Die Geräte starten und wenden die dort installierten Drehstrom-Asynchronmotoren zuverlässig und verschleißarm. Mit der integrierten Überlastfunktion schützen sie den Motor darüber ­hinaus vor etwaigen Blockaden. Ferner melden die Hybrid-Motorstarter aufgetretene Störungen wie ein konventionelles Motorschutzrelais zurück.

Bei Bedarf setzen sie den Antrieb gemäß Maschinenrichtlinie sicher still. Dabei wird der Performance Level PL e nach DIN EN ISO 13849-1 respektive der Safety Integrity Level SIL 3 gemäß EN 62061 erreicht. Die Hybrid-Motorstarter vereinen folglich vier Funktionen auf einer Baubreite von 22,5 mm. Ein gleichwertiger konventioneller Aufbau würde aus zwei Schützen für den Rechts- und Linkslauf, zwei redundanten Not-Halt-Schützen sowie einem Motorschutzrelais bestehen. Es wird also der Platzbedarf im Schaltschrank reduziert.

Die Hybrid-Motorstarter-Technik von Phoenix Contact kombiniert verschleißfreie Halbleiter- und robuste Relais-Technik, die von einem Mikrocontroller gesteuert werden. Während die Halbleiter die Ein- und Ausschaltvorgänge der Motoren übernehmen, führen die Relaiskontakte den Strom verlustfrei. Daraus resultieren ein schonendes Schalten sowie eine Entlastung der Relaiskontakte. Darüber hinaus spart der Ansatz aufwändige und teure Kühlkörper ein. Außerdem verlängert sich die Lebensdauer der Hybrid-Motorstarter im Vergleich zu rein elektromechanischen Schaltgeräten laut Hersteller um den zehnfachen Wert.

Schneller verbunden

Die integrierte interne Last- und Verriegelungsschaltung senkt den Verdrahtungsaufwand deutlich, da für den Hauptstromkreis lediglich sechs Anschlüsse verbunden werden müssen. Vier auf der Frontseite der Motorstarter angebrachte LEDs zeigen den Gerätestatus – Betriebsspannung, Rechts- und Linkslauf sowie Error – in unterschiedlichen Farben an. An dieser Stelle lässt sich auch der Motornennstrom stufenlos einstellen.

Zudem umfasst der Motorstarter einen potentialfreien Wechslerkontakt, der eine Fehler-Rückmeldung beispielsweise in die Leitstelle ermöglicht. Eingebaute Schutzbeschaltungen stellen sicher, dass die Hybrid-Motorstarter selbst in rauer Industrieumgebung zuverlässig schalten. Wegen der geringen Stromaufnahme der Steuereingänge lassen sich die Geräte direkt durch die SPS ansteuern.