Exakte Drehzahlregelung verhindert unerwünschte FTS-Bewegungen

Dieser einfache Zusammenhang muss in der Praxis allerdings präzise umgesetzt werden. So konnte es vor dem Umbau vorkommen, dass Fahrzeuge die Spur verlassen und so eine Störung im Montageprozess verursachen. Mit der neuen Antriebslösung existiert dieses Risiko nicht mehr. Denn: Beim Motor Simotics S-1FG1, den es in vier Getriebeausführungen gibt, handelt es sich hier um einen Kegelrad-Servo-Getriebemotor mit einer Nennleistung von 1,24 kW. Die Ausführungen gibt es optional in einer spielreduzierten Variante, „was bei dieser Applikation nicht notwendig war“ betont H. Bender. Als Grund gibt er an, dass die Standardausführung dieser Antriebslösung über ein so geringes Verdrehspiel verfügt, dass die bordeigene Steuerung, eine Simatic ET 200SP F (CPU 1512SP F-1 PN) von Siemens, die Fahrzeuge in der Spur hält.
Mit Geschwindigkeiten von bis zu 60 m/min bewegen sich die Fahrzeuge durch die einzelnen Montageschritte in den Hallen, bis sie schließlich das Fahrwerk zur sogenannten „Hochzeit“ bringen – dem Zusammenführen von Fahrwerk und Karosserie. Während der Fahrt liefert die Steuerung an Bord die Sollwerte an die beiden Frequenzumrichter Sinamics S120 im Schaltkasten des Fahrzeugs. Interessant dabei ist die Energieversorgung der Geräte: Diese erfolgt über die im Hallenboden eingelassenen Induktionsbahnen. Kontaktlos werden so 560 V Spannung auf die FTS-Fahrzeuge induziert, die direkt in den Zwischenkreis der Frequenzumrichter gespeist werden. H. Pflieger: „Ganz abgesehen davon, dass die Siemens-Lösung extrem kompakt ist, hat sich diese Zwischenkreis-Einspeisung bewährt – und damit Platz sowie Investitionskosten gespart.“

Sicherheitstechnik ist mit an Bord

Die Induktionsschleifen im Hallenboden zur berührungslosen Energieversorgung werden auch als Leitlinie für die Spurführung verwendet. Zusätzlich gibt es Identifikationspunkte entlang der Wegstrecke, die über zwei Reader von der Fahrzeugsteuerung detektiert werden. Durch Verwendung zweier unterschiedlicher Reader mit unabhängigen Kommunikationswegen zur SPS, sind diese in der Safety-SPS zu einer sicheren Positionserkennung nutzbar. Damit werden von der Leitsteuerung Teilbereiche in der Anlage sicher über Profisafe steuer- und überwachbar. Dies ist unter anderem dann notwendig, wenn in Streckenabschnitten mit Nebenanlagen deren Zustand für Fahrfreigaben des FTS ausgewertet werden müssen. Zusätzlich ist in der Front jedes FTS ein Sicherheits-Laserscanner als Personenschutz verbaut, da die Fahrzeuge in der Produktionshalle auch auf allgemein begehbaren Fahrwegen unterwegs sind. Erkennt die FTS-Steuerung, dass sich ein Hindernis bzw. eine Person im Fahrweg befinden, führt dies zum sicheren Halt des Fahrzeugs. Über Profisafe schaltet die Steuerung den Frequenzumrichter fehlersicher ab und aktiviert dabei die Sicherheitsfunktion Safety Torque Off (STO). Das bedeutet, die Antriebseinheiten des Fahrzeugs bleiben aufgrund der sicheren Drehmomentabschaltung sofort stehen. „Diese Funktionalität der fehlersicheren Abschaltung der Frequenzumrichter war bei der vorher gewählten Antriebstechnik nicht möglich“, stellt H. Bender heraus. „Das spart Platz sowie Engineering- und Verdrahtungsaufwand“, fasst er zusammen. Daneben spielt die Kompaktheit der S120 eine weitere wesentliche Rolle bei der modernen Antriebslösung des Retrofit-Projekts. Im Gegensatz zur früheren Lösung, bei der die Frequenzumrichter offen im Schaltkasten verbaut und mit einem Berührungsschutz versehen waren, sind die nun eingesetzten Sinamics S120 in einem kompakten Gehäuse verbaut. H. Pflieger betont: „Vor allem in mobilen Anwendungen wie hier zeigt sich, wie robust diese Schaltschrankgeräte sind.“ Einen weiteren Vorteil bringt die neue Kühllösung: Die Geräte sind so kompakt, dass sie in die Tiefe des Schaltkastens passen und die rückseitig montierten Kühlkörper aus dem Fahrzeug ragen. So kann die Wärme ohne Weiteres nach oben abströmen. H. Pflieger weiß: „Dadurch konnte auf aufwendige Konstruktionen bzw. zusätzliche Kühlmaßnahmen verzichtet werden, was den Engineering-Aufwand, aber auch die Betriebskosten spürbar reduziert.“