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Automatisierung

ABB mit neuem thermischen Massedurchflussgerät, rückspeisefähigem Frequenzumrichter und smartem Sensor für Pumpen

| Redakteur: Gerd Kielburger

Erste Prototypen des smarten aber echt unscheinbaren Sensors werden bereits in der realen Betriebsumgebung eingesetzt.
Erste Prototypen des smarten aber echt unscheinbaren Sensors werden bereits in der realen Betriebsumgebung eingesetzt. (Bild: ABB)

Mit zahlreichen Neu- und Weiterentwicklungen will ABB auf den diesjährigen Leitmessen Hannover Messe, Ifat und Achema punkten. Endanwender in den Prozessindustrien dürfen sich auf einen rückspeisefähigen Frequenzumrichter sowie einen thermischen Massedurchflussmesser freuen. Darüber hinaus haben die Schweizer Automatisierungsspezialisten den Smart Sensor inzwischen auch für die Fernüberwachung von Pumpen weiterentwickelt.

„Besorgt mir Ingenieure, die noch nicht gelernt haben, was nicht geht!“ Dem Credo der Automobil-Ikone Henry Ford folgt längst eine ehrgeizige Heerschar von Ingenieuren, die sich der Neu- und Weiterentwicklungen von Technologien, Verfahren und aber auch Geräten verschrieben hat. So auch beim Automatisierungskonzern ABB. Im Vorfeld der diesjährigen Leitmessen haben die Antriebs- und Automatisierungsspezialisten erste Innovationen präsentiert, mit denen sie in diesem Jahr mit Energieeinspareffekten, innovativen Gas-Messmethoden oder auch für die vorausschauende Wartung punkten wollen.

Rückspeisefähiger Frequenzumrichter spart Energie

Nehmen die energieintensiven Branchen den Klimaschutz ernst, dann kommen sie an Energieeinsparmaßnahmen aller Couleur nicht vorbei. Dafür hat ABB eine neue Generation rückspeisefähiger Frequenzumrichter entwickelt, die einen deutlich größeren Leistungsbereich von 4 bis 3.200 Kilowatt (kW) abdecken und zahlreiche Vorteile gegenüber bestehenden Angeboten mitbringen. Für Fred Donabauer, Leiter Produktmanagement LV Drives bei ABB, bieten die neuen Geräte dabei eine Vielzahl von Features, die in der Prozessindustrie etwa beim Einsatz von Zentrifugen, Dekantern oder auch Kolben- und PCP-Pumpen im Ölbereich deutliche Einspareffekte generieren sollen. Hintergrund: In der Industrie werden Elektromotoren oft in Anwendungen mit zahlreichen Bremsvorgängen eingesetzt. Ein sogenannter Brems-Chopper und externe elektrische Widerstände geben dabei Bremsenergie in Form von Wärme ab. Diese verpufft dann wirkungslos oder muss sogar mit zusätzlicher Energie gekühlt werden. Rückspeisefähige drehzahlgeregelte Antriebe hingegen können diese Bremsenergie ins Netz zurückspeisen. Wie man bei ABB betont, kann neben der Energieeinsparung die kompakte Bauweise auch den Platzbedarf um bis zu 85 Prozent senken. Im Nebeneffekt lassen sich so weitere 30 Prozent Investitionskosten senken.

Wie der ABB-Manager Donabauer betont, sei die rückgespeiste Energie sauber und von hoher Qualität, "so, wie sie besonders im Anlagenbau oder auch in der Chemie gefordert wird". Sie kann auch von anderen Verbrauchern genutzt werden, wodurch sich der Anlagenwirkungsgrad deutlich erhöht. Die neue Generation kann den Cosinus Phi der Grundschwingung unter allen Lastbedingungen auf Eins regeln, sodass Blindleistung und der Energieverbrauch optimiert werden.

Nach Aussage Donabauers erfordert bei herkömmlichen Verfahren als Wärme abgegeben Bremsenergie oft eine zusätzliche Kühlung. Nicht jedoch bei der ABB-Lösung. Neben vielen weiteren technischen Vorteilen betont man bei diesem Fall vor allem die hohe Störfestigkeit gegenüber Netzstörungen, wodurch sich die Motorspannung auch bei instabiler Einspeisung stabil halten oder sogar erhöhen soll.

Ein zuverlässiger Betrieb auch bei einem Abfall der Einspeisespannung unter den Normalwert soll damit sichergestellt sein. Wieviel Energie solche Lösungen mit rückspeisefähigen Frequenzumrichter einsparen, zeigt das Beispiel eines Krans für die Abfallentsorgung mit einem 55-kW-Hubmotor, einem 9-kW-Kranfahrtmotor und einem 4,5-kW-Katzfahrtmotor. Pro Jahr werden hier geschätzte 15,6 Megawattstunden (MWh) Energie – oder umgerechnet etwa 2.300 Euro gespart. Diese Reduktion um 32 Prozent entspricht dem durchschnittlichen Jahresenergieverbrauch von vier deutschen Haushalten. Die Vielzahl der möglichen Anwendungsfälle lässt hier Skaleneffekte erahnen.

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Der Frequenzumrichter ACS880 dient darüber hinaus auch als multipler Sensor, der wichtige Informationen wie Motordrehzahl, Motordrehmoment, Motorströme, verschiedene Temperaturen und viele andere Parameter ausliest. Diese Daten stehen dann für die Diagnose, Fernüberwachung und Prozessoptimierung über ABB Ability – die Bündelung aller Produkte, Services und Lösungen im digitalen Angebot von ABB inklusive Cloud-Anbindung – zur Verfügung.

Dynamische Masse-Durchflussmessung von Gasen

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Wie das funktioniert erklärt Reinhard Poft, der bei ABB für das Business Development für Durchflussmesstechnik in der BU Measurement & Analytics tätig ist: "Ein elektrisch beheizter Widerstand wird von dem Messmedium-umströmt und abgekühlt. Der zur Wiedererlangung der Übertemperatur notwendige Strom ist direktproportional zur Masse des vorbeiströmenden Gases“. Einsatzgebiete sieht Poft typischerweise in der Prozessindustrie ob in der Prozessgasmessung, der Stickstoffmessung in Industrieparks, der Brennersteuerung, der Belebungsluftmessung in Kläranlagen, der Biogasmessung oder auch bei Druckluftmessungen. Die Gerätelinie, die im Einsatzbereich bis zu 300 Grad Celsius aufweisen, sollen deutliche Kostenvorteile gegenüber herkömmlichen Lösungen mitbringen. So erfordert die direkte Massemessung laut Poft keine zusätzliche Druck- oder Temperaturkompensation in der Messung und bietet einen großen Arbeitsbereich von 1:150, der bei nahezu Null beginnt.

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