Dezentrale Pumpen

Andreas Mühlbauer,

Dezentral antreiben

Das Konzept intelligenter, vernetzbarer Antriebe lässt sich auf Pumpen, Rührwerke und Mischer übertragen. So können sich Pumpensysteme teilweise selbst organisieren und einen zuverlässigen Betrieb sicherstellen. Genauso wichtig ist die passende mechanische Auslegung, da die Ansprüche an die Belastbarkeit ebenfalls hoch sind.

Pumpen, Mischer und Rührwerke müssen oft große Flüssigkeitsmengen bewegen oder hochviskose Substanzen umwälzen. © Nord Drivesystems

Pumpensysteme ebenso wie Mischer und Rührwerke sind elementare Bestandteile vieler Anlagen in der Prozess-, Abwasser- und Verfahrenstechnik und stellen einen reibungslosen Betriebsablauf in Kläranlagen, Wasserwerken, Produktionsanlagen, Kühlsystemen oder Förderstrecken sicher. Oft müssen sie große Flüssigkeitsmengen bewegen oder hochviskose Substanzen umwälzen. Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit und Langlebigkeit haben daher höchste Priorität.

Nord bietet aufeinander abgestimmte Antriebssysteme aus Getriebe, Motor und Frequenzumrichter – angepasst an die jeweiligen Anforderungen der Applikation. Die Antriebslösungen sind vernetzbar, arbeiten autark und sind in Funktion und Leistung skalierbar. Im Zuge der Digitalisierung der industriellen Produktion gibt es auch in der Pumpenindustrie Entwicklungen weg von der zentralen Steuerung hin zu dezentraler Intelligenz, die Prozesse steuert, Fehler identifiziert und Probleme eigenständig behebt. Die dezentralen Antriebssysteme bilden Master-Slave-Gruppen, die miteinander kommunizieren und übernehmen so die Überwachung und Steuerung der Pumpenanlage.

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Der Frequenzumrichter ist das Gehirn des Antriebs und wird in dezentralen Konzepten direkt am Getriebemotor installiert. Er verfügt standardmäßig über eine PLC, die eigenständig Steuerungsaufgaben übernehmen und die übergeordnete Anlagensteuerung entlasten kann. So lassen sich unter anderem Druck und Durchflussmengen der geförderten Flüssigkeiten durch den Umrichter auf den momentanen Bedarf anpassen. Dadurch wird keine überflüssige Energie an Ventilen und Klappen verschwendet. Der Frequenzumrichter passt die Leistung immer an den Bedarf an.

Daten erfassen und Diagnose erstellen

Durch die Integration der PLC in die Frequenzumrichter können die Antriebe die Pumpen- und Antriebsdaten erfassen, Sensor- und Aktordaten auswerten, Diagnosemöglichkeiten anbieten und die Daten über das Bussystem an die übergeordnete Anlagensteuerung oder eine Cloud-Lösung übermitteln. Durch die Überwachung der Feldebene, die Verknüpfung von Kommunikation, Sensorik, Prozessdaten und den Antriebsparametern lässt sich eine lückenlose Zustandsüberwachung umsetzen. Diese bildet die Basis für eine zustandsorientierte Instandhaltung mit dem Ziel, ungeplante Stillstandzeiten zu verringern, Wartungs- und Instandhaltungskosten zu reduzieren sowie die Lebensdauer der Antriebe und Pumpen zu erhöhen.

Die Kombination aus Maxxdrive-Industriegetriebe, Safomi-IEC- Adapter und einem Antriebsmotor für Mischer und Rührwerksanwendungen. © Nord Drivesystems

Speziell für Rührwerke liefert Nord komplette Antriebslösungen, die einen großen Drehzahlbereich abdecken. Aufgrund des leicht zu reinigenden, korrosionsbeständigen Aluminiumgehäuses erreichen sie eine bessere Wärmeabfuhr als Antriebe mit anderen Gehäusewerkstoffen. In Pumpen-, Rühr- und Mischanwendungen treten prozessbedingt hohe Radial- und Axialbelastungen auf. Damit die auftretenden Kräfte vom Getriebe optimal aufgenommen werden können, hat Nord Drivesystems optionale Ausführungen im Programm. Sie umfassen unter anderem eine Rührwerksausführung mit einem größeren Lagerabstand und einer verstärkten Abtriebswellenlagerung sowie eine Drywell-Ausführung mit zusätzlicher Ölabtropfscheibe und Leckölanzeige oder Ölsensor. Der Abstand zwischen den Lagern wird bei diesen Lagerungen durch Anbauteile vergrößert, die Getriebegröße bleibt konstant. Das ermöglicht eine höhere Belastbarkeit und verlängert die Lebensdauer der Getriebe.

Weniger Aufwand, höhere Betriebssicherheit

Für Rührwerksanwendungen lassen sich die Industriegetriebe auch mit einem Safomi-IEC-Adapter ausstatten (Sealless Adapter for Mixers). Safomi gibt es für Stirnradgetriebe in den Baugrößen 7 bis 11, das heißt, für maximale Abtriebsdrehmomente von 25 bis 75 kNm. Die kompakte Kombination aus Maxxdrive-Industriegetriebe, Safomi-IEC-Adapter und Antriebsmotor ist für Mischer und Rührwerksanwendungen eine gute Wahl, um Verschleiß- und Anbauteile zu reduzieren. Der Umstieg auf einen Safomi-Adapter führt zu höherer Betriebssicherheit und geringerem Wartungsaufwand. Der Ölfüllstand und damit das erforderliche Ölvolumen sind geringer, durch fehlende Anbauteile reduziert sich der Bauraum.

Die robusten Antriebslösungen bieten hohe Zuverlässigkeit und gewährleisten einen störungsfreien Betrieb. Die verstärkte Abtriebswellenlagerung sowie größere Lager erlauben die Aufnahme großer Kräfte durch das Getriebe und verlängern die Lebensdauer. Im Zusammenspiel mit den dezentralen Frequenzumrichtern und ihren Möglichkeiten der intelligenten Steuerung, Vernetzung und Diagnose sind die Nord-Antriebslösungen Industrie-4.0-ready und eignen sich für alle künftigen Anforderungen der Prozess-, Verfahrens- und Abwassertechnik. 

Jörg Niermann, Bereichsleiter Marketing, Nord Drivesystems

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