Ortsunabhängige Bedienung von Elektromotoren

Der direkte Zugriffauf die Steuerung einer komplexen Produktionsanlage vor Ort ist aus heutiger Sicht vermehrt erforderlich. Insbesondere für die Steuerung des Prozesses unterschiedlicher Herstellverfahren ist eine möglichst ortunabhängige Bedienung vorteilhaft (Bild 1). Kabellose Bediengeräte sind im Haushalt als so genannte Fernbedienungen schon selbstverständlich – in der Industrieanwendung noch auf dem Wege der Markteinführung. Aber auch hier wird die Fernbedienung in Teilbereichen, wie zum Beispiel bei der Steuerung eines Baukranes schon selbstverständlich vom Kranführer ausgeführt (der nicht mehr oben in der Steuerkabine sitzt). Bei der Anwendung im Industriebereich geht es erstens um batterielose Bediengeräte und zweitens um die Basisinstallation in einem Schaltfeld für die Motorsteuerung (MCC= Motor Control Center). Hier sind in neuester Zeit entscheidende Fortschritte erzielt worden, die einen

 

Die meiste Anwendung der Motorsteuerung in der Industrie und in der Gebäudetechnik findet der Geradeausantrieb (mit den Tasten: Antrieb Ein, Aus, Stop) und der Umkehrantrieb (mit den Tasten: Antrieb Ein, Aus, Links, Rechts, Stop). Dabei werden die Betriebsmittel des MCC normalerweise in einem Schaltfeld angeordnet, das entweder in einem Schaltanlagenraum oder in der Werkhalle in ummittelbarer Nähe des Maschinenparks errichtet ist. In diesen Fällen ist eine Bauweise des Schaltfeldes in Schubeinsatz-Technik/MCC vorteilhaft (Bild 2) [5], weil die Abzweige in Einschubbauweise einzeln zugänglich sind und somit die Flexibilität der Systematik vor Ort untermauern.

 

Der entscheidende Durchbruch einer anwendungsfreundlichen MCC-Steuerung geschieht mit Hilfe von batterielosen Funktastenmodulen (Bild 3) [1] [4]. Damit wird die Anwendung wartungsfrei und kann ohne zusätzliche Verkabelung realisiert werden. Dies gilt auch für die Anzeige-Leuchtmelder. In ausgiebigen Tests wurde die Funktion geprüft [3] und für gut befunden. Selbst metallische Abdeckungen, welche die Abschirmung durch Stahltüren simulierten, konnten das Tastverhalten nicht behindern und reduzierten die maximale Schaltentfernung nur um rd. 20 % auf 250 m.

 

Der Funk-Schalt-Empfänger (Bild 4) für die Funktasten-Module dient zum Schalten von vier unabhängigen elektrischen Verbrauchern mittels Funkübertragung. Die Übertragung erfolgt auf der europäisch harmonisierten Frequenz von 868,3 MHz. Das System eignet sich insbesondere für die flexible Gebäude- oder Industrieautomation, da der Montage- und Installationsaufwand bei Neuinstallation, Nach- und Umrüstung deutlich verringert wird. Ein Empfänger reagiert auf Schaltbefehle von binären Funksensoren und Schaltern verschiedener Hersteller, deren Sensoren auf EnOcean PTM- oder STM-Modulen basieren. Der Empfänger kann von bis zu 40 Sendern angesteuert werden (je Kanal maximal zehn Sender). Zur Zuordnung eines Schaltbefehls von einem Sender zu einem Schaltausgang ist der Sender einmal einzulernen. Wichtig ist, die Abspeicherung der festen Senderadresse erfolgt im Empfänger netzausfallsicher. Als Schaltausgänge stehen vier potentialfreie Wechslerkontakte zur Verfügung (Bild 2). Die Belastung je Kontakt darf maximal 8 A betragen.

 

Ein wichtiges Kriterium bei der Installation des Systems ist die problemlose Reichweite der Funkübertragung. Diese hängt u. a. von den verwendeten Materialien (Schaltfeld) und der Bausubstanz des Gebäudes ab (Ziegelwände, Stahlbeton, Rigips u. a.). Typische Reichweiten sind bis zu 100 m in Hallen, Ziegelwände bis drei Stück = 20 m, Stahlbeton bis 10 m. Die verwendeten Materialien und Wandstärken beeinflussen die Durchdringung der Funkübertragung. Deshalb wird empfohlen, vor der Installation einen Test der Funkübertragung durchzuführen.

In einer Studienarbeit [3] an der BA Mannheim wurde festgestellt, dass selbst metallische Stahltüren des Schaltfeldes und diverse Gebäudeetagen die Grenzen der Funktaster nur wenig reduzierten und bis zu 250 m Entfernung noch einwandfrei arbeiteten. Dennoch sei empfohlen, einen Funkübertragungstest vorab vorzunehmen (Bild 5). Die mit der Anwendung verbundenen Vorteile dieser elektrischen Ausrüstung überzeugen in den meisten Fällen.

Die Installation einer Motorsteuerung mit Hilfe von batterielosen und somit wartungsfreien Funktastenmodulen ist ein Stück Zukunft mit überzeugenden Vorteilen für den Anwender.

Nachdem im Vorfeld die Anwendung geprüft wurde, ist eine gute Basis für die praxisorientierte Entscheidung gegeben. Das System wird ergänzt durch den Einsatz von Schaltfeldern in Schubeinsatz-Technik/MCC, die für einen sicherungslosen Betrieb der Motorantriebe ausgelegt sind und von elektrotechnisch unterwiesenem Personal bedient werden können (Bild 6) [5].