O+P Fluidtechnik 7-8/2017

PUMPEN UND

PUMPEN UND PUMPENAGGREGATE EINFACH, EFFIZIENT UND LEISE Mit der Integration der drehzahlvariablen Pumpen in Totally Integrated Automation erleichtert Siemens die Realisierung energieeffizienter, kostensparender und leiser Hydrauliklösungen für alle Anforderungen. Kern des Konzepts ist ein Frequenzumrichter, der dafür sorgt, dass hydraulische Energie nur dann erzeugt wird, wenn sie auch benötigt wird. Natürlich kann man den Motor einer Hydraulikpumpe permanent auf voller Drehzahl laufen lassen und den Druck und Volumenstrom bei Bedarf über ein Ventil oder eine Schwenkscheibe auf das benötigte Maß drosseln. Sinnvoller ist es jedoch, per Pumpe nur dann Leistung bereitzustellen, wenn es der Prozess verlangt. Durch dieses ebenso einfache wie überzeugende Prinzip sparen Servopumpen deutlich Energiekosten, reduzieren den Kühlungsaufwand und sorgen zugleich für weniger Lärm und Verschleiß. Siemens hat dieses bewährte Prinzip jetzt in Totally Integrated Automation (TIA) integriert und erleichtert so immer mehr Anwendern die Realisierung intelligenter, leistungsstarker und kostenoptimierter Hydrauliksysteme. Die Kombination aus Motoren, Frequenzumrichter und Steuerungen von Siemens bietet einen Mehrwert für jede Maschine PRODUKTE UND ANWENDUNGEN WENIGER IST MEHR Dabei ist der direkte Energiespareffekt nur einer der Vorteile des Konzepts TIA für Hydraulik. So lassen sich etwa durch den Einsatz von Kondensatormodulen oder kinetischen Speichern Stromspitzen vermeiden – und so Kosten für die Energieversorgung deutlich reduzieren. Zudem ermöglicht das Konzept beim Systemdesign in vielen Fällen eine kompaktere Bauweise sowie den Verzicht auf kostenintensive Proportionalventile – mit den entsprechenden Vorteilen in puncto Systemvereinfachung, Platz- und Kostenersparnis. Fast noch wichtiger aber ist die niedrige Lautstärke einer über Frequenzumrichter gesteuerten Pumpe. Zunächst einmal sinkt die Drehzahl der Pumpe, abhängig von benötigter Geschwindigkeit. Ferner muss das Kühlmittel in der Regel weniger oder manchmal sogar nicht aktiv gekühlt werden, was eine weitere Lautstärkereduktion, Platz- und Energieersparnis ermöglicht und die Lebensdauer des Öls verlängert, wodurch die Gesamtbetriebskosten gesenkt werden. Autor: Fernando Martinez Calderon, Application Manager, Digital Factory Division, Motion Control, bei der Siemens AG ANSCHAULICHES MODELL Besucher der SPS IPC Drives 2016 konnten sich letzten November bereits ein Bild von den Möglichkeiten dieser zukunftsweisenden Hydrauliklösung machen. Ausgestellt in Nürnberg war eine hydraulische Presse mit einem hochdynamischen Zweipumpensystem mit zwei Zylindern, die im Gleichlauf bewegt werden konnten. Die beiden Simotics S-1FK7 Motoren wurden durch einen Mehrachs-Frequenzumrichter Sinamics S120 geregelt und durch eine Simatic S7-1500 Steuerung koordiniert. „Die gesamte Konstruktion basiert auf TIA- Portal und zeigt anschaulich, wie effizient, leise und leistungsstark ein solches Pumpensystem arbeitet,“ so Christian Gehrhardt, aus dem Business Development Umformtechnik, Siemens AG. „Natürlich lässt sich das Modell problemlos an die jeweils gewünschte Spezifikation anpassen, etwa um eine bestimmte Performance möglichst effizient zu erreichen oder um ein Maximum an Betriebskosten zu sparen.“ KONSEQUENT DIGITAL Dank der DRIVE-CLiQ-Schnittstellen lassen sich alle Siemens- Komponenten zudem nahtlos via Profinet integrieren. Dabei erfolgt 24 O+P Fluidtechnik 7-8/2017

PUMPEN UND PUMPENAGGREGATE 01 01 Die Integration in das Automatisierungssystem erfolgt schnell und einfach über TIA Portal 02 Das Modell einer Hydraulikpresse mit zwei hochdynamischen drehzahlvariablen Pumpen auf der SPS/IPC Drives 2016 02 POINTIERT INTEGRATION DREHZAHLVARIABLER PUMPEN IN TOTALLY INTEGRATED AUTOMATION (TIA) ANWENDUNGSBEISPIEL IM VIDEO: VON DEN VORTEILEN FREQUENZUMRICHTERGERE- GELTER HYDRAULIKLÖSUNGEN PROFITIEREN KONZEPT REDUZIERT ENERGIEVERBRAUCH, LÄRM UND PLATZBEDARF VON HYDRAULIKSYSTEMEN die Auswahl der Komponenten und die Optimierung des Systems schnell und reibungslos über das Auslegungstool Sizer. Außerdem sind die Siemens-Komponenten mit den Pumpen der meisten bekannten Hersteller kompatibel, was die Konstruktion drehzahlvariabler Pumpen deutlich erleichtert. Dabei ermöglicht die Digitalisierung auf Basis von TIA nicht nur die vollständige Integration des Hydrauliksystems in die übergeordnete Automatisierung, sondern auch die digitale Konstruktion, Analyse und Simulation der Lösung über leistungsfähige PLM-Software wie Mechatronics Concept Designer und LMS Imagine.Lab Amesim, die als Brücke zwischen realer und digitaler Welt fungieren und völlig neue Möglichkeiten bieten, um die Performanz, das Design und die Datenanalysefähigkeit der Maschine zu verbessern. STARKE SYNERGIE FÜR DEN MASCHINEN-OEM Um die Vorteile von drehzahlvariabler Pumpen für Maschinen- OEMs und Endkunden nutzbar zu machen, kooperiert Siemens eng mit renommierten Systemintegratoren wie dem Hydraulikspezialisten Hydac. Deren tschechische Niederlassung entwickelt, fertigt und programmiert im südböhmischen Planá nad Lužnicí Systeme für Kunden in ganz Europa und kombiniert dabei die eigenen Hydraulikkomponenten mit der Antriebs- und Automatisierungstechnik von Siemens. „Bei der Konstruktion und Programmierung eines Hydrauliksystems aus über 100 Komponenten ist die Synergie von hochwertigen Einzelteilen sowie optimaler Integration und Automatisierung entscheidend. Für die Schlüsselkomponenten Motoren, Frequenzumrichter und Steuerungen setzen wir verstärkt auf Siemens und profitieren zugleich von der vereinfachten Projektierung und Inbetriebnahme mit TIA-Portal“ so Miloslav Mareš, Geschäftsführer, Hydac Tschechien. Bilder: Siemens AG Erläuterung der Integration drehzahlvariabler Pumpen am Beispiel einer hydraulischen Presse. http://bit.ly/Siemens_Servopumpe www.siemens.de/hydrauliksysteme O+P Fluidtechnik 7-8/2017 25