Bild 01: Nord bietet Motorstarter, Frequenzumrichter und dezentrale Antriebselektronik bis 22 kW sowie Löungen für den Schaltschrank bis 160 kW. (Quelle: Nord Drivesystems)
Generell ist bei 80 % aller Anwendungen die Antriebselektronik im Schaltschrank untergebracht. Vor allem im Maschinenbau dominiert die Steuerungsarchitektur im Schaltschrank. Branchen wie die Intralogistik, Fördertechnik, Lebensmittelindustrie und Flughafentechnik setzen hingegen verstärkt auf dezentrale Konzepte mit motoraufgebauten oder motornahen Frequenzumrichtern. Angesichts der zunehmenden Verbreitung dezentraler Strukturen stellen sich unweigerlich Fragen wie: Welche Vorteile bringt eine Dezentralisierung? In welchen Applikationen kann auch weiterhin auf einen Schaltschrank nicht verzichtet werden? Und was gilt es in Bezug auf die Antriebstechnik zu beachten?
Dezentrale Antriebe für modulare Anlagen
Eine Dezentralisierung der Antriebstechnik findet vorrangig im kleineren und mittleren Leistungsbereich bei weitläufigen Anlagen sowie in modularen und mobilen Systemen statt. Dabei werden die Antriebsaufgaben auf einzelne, intelligente Komponenten im Feld verteilt. Diese werden dort installiert, wo sie gebraucht werden – sprich auf oder nah am Motor. So wird die übergeordnete Steuerung entlastet und die Anlagenkomplexität reduziert.
Durch das dezentrale Automatisierungskonzept wird der Schaltschrankbau kostengünstiger und unkomplizierter, da keine Wärmequellen im Schrank berücksichtigt werden müssen und generell ein kleinerer Schaltschrank gewählt werden kann. Außerdem reduziert sich sowohl der Verdrahtungsaufwand als auch die Verkabelung zwischen Schrank und Antrieb im Anlagenfeld. Weil die Frequenzumrichter direkt auf dem Motor oder in seiner unmittelbaren Nähe montiert werden, ist zudem eine motornahe Inbetriebnahme möglich. Des Weiteren sind keine oder nur sehr kurze Motorkabel nötig, die nicht zwingend geschirmt ausgeführt werden müssen. Durch den dezentralen Aufbau lässt sich das gesamte System auch leichter warten und arbeitet effizienter. Gleichzeitig bieten modular aufgebaute Strukturen maximale Flexibilität, da Veränderungen jederzeit unkompliziert möglich sind.
Antriebstechnik im Schaltschrank für höhere Anforderungen an Leistung und Umgebung
Doch nicht alle Anwendungen erlauben es, die Antriebselektronik ins Feld zu verlagern. Insbesondere wenn es um große Leistungen und extreme Umweltbedingungen geht, bietet die räumliche Trennung von Motor und Steuerungstechnik Vorteile. So ist die empfindliche Elektronik im Schaltschrank optimal vor rauen Umgebungsbedingungen geschützt. Für ExBereiche der Zone 22 (explosive Stäube) sind dezentrale Antriebssysteme zwar üblich, explosive Gase, Nebel und Dämpfe hingegen erfordern so hohe Schutzmaßnahmen, dass eine Dezentralisierung technisch zwar möglich, wirtschaftlich aber nicht sinnvoll wäre. Sensible Bereiche wie die Prozessindustrie, die Chemiebranche und Lackierereien nutzen daher in den meisten Fällen einen Installationspunkt im Schaltschrank. Auch kann in manchen Applikationen darüber hinaus die Notwendigkeit bestehen, zentral auf die Frequenzumrichter zugreifen zu können.