Das Auf- und Abwickeln von Draht oder Stoff stellt hohe Anforderungen an die eingesetzte Regelungs- und Antriebstechnik. So unterschiedliche Parameter wie Geschwindigkeit, Rollen-Durchmesser und Zug sind exakt aufeinander abzustimmen. Eine neue Software für Frequenzumrichter sorgt dafür.
Unabhängig davon, ob die Warenbahn ab- oder aufgewickelt wird, muss die Regelungs- und Antriebstechnik komplexe Aufgaben erfüllen. So ändert sich etwa permanent der Rollen-Durchmesser, worauf Geschwindigkeit und Drehmoment des Motors abzustimmen sind, um eine konstante Spannung der Materialbahn zu gewährleisten. Angesichts so unterschiedlicher Einsatzbereiche wie Draht, Stoffe, Verpackungs-Folien oder Papier wird deutlich, dass dabei insbesondere auch materialspezifische Unterschiede zu beachten sind. Yaskawa hat deshalb die Funktionen der neuen Software genau auf diese Anforderungen zugeschnitten. Neben einer hohen Regelgüte gewährleistet die Lösung damit auch ein Höchstmaß an Betriebssicherheit, Flexibilität und Bedienkomfort.
Die Software unterstützt drei verschiedene Regelungsverfahren. Damit bietet sie laut Firmenangaben die richtige Lösung für unterschiedlich komplexe Aufgabenbereiche: Das einfachste Verfahren ist die Begrenzung des Wickelmoments über den Standard-Drehzahl-Regler des Umrichters. Wird eine definierte Drehzahl erreicht, unterbindet der Umrichter automatisch eine weitere Steigerung. Der Vorteil liegt darin, dass keine anderen Parameter berücksichtigt werden müssen. Aus demselben Grund ist dieses Regelungsverfahren allerdings auch nur für einfachere Anwendungen geeignet, etwa zum Wickeln von weitgehend unempfindlichen Materialien wie etwa von dicken Drahten.
Für komplexere Aufgaben verfügt der Umrichter über einen integrierten PID-Regler. Dieser regelt in Abhängigkeit von Linien-Geschwindigkeit und Rollen-Durchmesser die Wicklerdrehzahl. Damit ermöglicht er beispielsweise eine Anpassung des Bahnenzuges an den wachsenden Durchmesser, wodurch dann ein Einschneiden vermieden wird. Zur individuellen Anpassung der Geschwindigkeit verfügt die Software zudem über einen entsprechenden automatischen Regler
Bei besonders empfindlichen Gütern, die wie Papier zum Reißen neigen, empfiehlt sich — als drittes Verfahren — die Regelung in Abhängigkeit einer kontinuierlichen Zugerfassung. Die neue A1000-Software unterstützt dabei die Erfassung per Zugmessdose als auch per Tänzerrolle.
Neben der Erfassung des Zuges, der auf die Warenbahn ausgeübt wird, kommt dem Durchmesser eine wesentliche Funktion als wichtiger Prozessparameter zu. Unabhängig davon, welches der drei Regelungsverfahren eingesetzt wird, ist für dessen Überwachung beim A1000 kein eigener Sensor — wie etwa ein Windungszähler — notwendig. Vielmehr werden die Daten aus den übrigen Kenngrößen abgeleitet. Gegenüber herkömmlichen Lösungen bedeutet das eine noch höhere Zuverlässigkeit bei gleichzeitig geringeren Kosten.
Für die Analyse der Daten lassen sich verschiedene Zeit- oder Zu-/ Abnahme-Intervalle festlegen. Nimmt der Durchmesser zu, können die Zeitintervalle dann beispielsweise größer gewählt werden. Weitere Funktionalitäten erlauben die Voreinstellung, das Wiederherstellen oder auch das Einfrieren der Durchmesserrechnung, was den Bedienkomfort im Betriebsalltag erheblich erleichtert. Mit einer integrierten Riss-Detektion gewährleiste die Software eine hohe Betriebssicherheit, heißt es seitens Yaskawas.
Dafür können Wickler- und Liniengeschwindigkeit, Drehmoment und Zug einzeln erfasst werden. Eine Matrix kombiniert die erfassten Werte logisch und produktspezifisch. Wird eine Unregelmäßigkeit entdeckt, kann diese als Fehlermeldung, als digitales Signal oder als Kombination von beiden ausgegeben werden. Auch externe Überwachungsdaten — etwa aus optischen Sensoren — lassen sich optional in den Qualitätssicherungsprozess integrieren.
Weitere Softwarefunktionen decken auch kleinste Details des Wickelprozesses ab, etwa beim Wechsel der Wickelrichtung oder beim Ausgleich von Massen. Besonderes Augenmerk liegt auf der Start-Phase: Gerade beim Anlaufen der Maschine ist die Gefahr besonders groß, dass der Zug zu stark wird und das Wickelgut Schaden nimmt. Spezielle Startfunktionen gewährleisten hier laut Anaben optimale Werte bei Zug und Geschwindigkeit. Im Nennbetrieb lassen sich mit der neuen Wicklersoftware Linien-Geschwindigkeiten bis 1500 m/min realisieren. dk
Yaskawa auf der Euroblech: Halle 15, Stand K36
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