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Retrofit

Energie sparen mit
integrierter Antriebslösung

Im Rahmen eines Retrofits wurden bei der Neuen Halberg-Guss GmbH zwei Radialgebläse am Kupolofen erneuert. Mit einer integrierten Antriebslösung von Siemens spart das Unternehmen Stromkosten und verbessert auch Engineering und Sicherheit.

Bild: Siemens AG

Bild: Siemens AG

Die 1756 gegründete Neue Hal-berg-Guss GmbH hat ihren Hauptsitz in Saarbrücken und setzt auf die Entwicklung und Produktion von Zylinderkurbelgehäusen, Zylinderköpfen und Kurbelwellen für die Automobil- und Nutzfahrzeugindustrie. Dazu verarbeitet das Unternehmen jährlich 180.000 Tonnen Eisen von der 1.500-Grad-Celsius heißen Schmelze bis hin zum Gussteil für Diesel- und Otto-Motoren. Kernstück der Anlage ist der 18-Meter-hohe Kupolofen, an dessen Verfügbarkeit der gesamte Produktionsprozess gekoppelt ist. Teil der kontinuierlichen Instandhaltungsmaßnahmen am Ofen war auch das Retrofit zweier Radialgebläse, die nun mit integrierten Antriebslösungen nach dem Prinzip der Integrated Drive Systems (IDS) von Siemens ausgestattet sind. „Die Instandhaltungsabteilungen genießen einen hohen Stellenwert, weshalb wir kontinuierlich Modernisierungen vornehmen, um Verfügbarkeit, Effizienz, Wirtschaftlichkeit und nicht zuletzt auch das Umweltbewusstsein zu fördern und zu fordern“, erklärt Michael Steuer, Leiter der elektrischen Instandhaltung Halberg.

Eingespieltes Gesamtsystem

Die Gebläse liefern jeweils bis zu 24.000 Normkubikmeter Luft pro Stunde und stellen damit einen ununterbrochenen Schmelzprozess sicher. Angetrieben werden sie durch Simotics FD Motoren mit einer Maximalleistung von 325 Kilowatt und Sinamics G120P Cabinet Frequenzumrichtern, die zusammen einen Antriebsstrang mit der Energieeffizienzklasse IES2 gemäß EN50598-2 bilden. Dadurch spart Halberg im laufenden Betrieb bis zu zehn Prozent an Stromkosten. Grund dafür ist der mit 98 Prozent um fünf Prozent höhere Wirkungsgrad der Elektromotoren gegenüber den vorher eingesetzten Lüftermotoren. Zudem können die Frequenzumrichter im Energiesparmodus betrieben oder gar ganz abgeschaltet werden sowie bei Bedarf über das Kommunikationsprofil Profienergy ferngesteuert zugeschaltet werden. Für die Motordimensionierung, und um die Motoren mit den geforderten Leistungskennwerten zu ermitteln, nutzte Halberg das Siemens Energiespar-Tool Sinasave. Mit der darauf basierenden Entscheidung für Sinamics G120P Cabinet mit 315 Kilowatt sowie den Drehstrom-Asynchronmotor Simotics FD High Efficiency mit der Achshöhe 315 und 325 Kilowatt konnte die Baugröße sogar deutlich reduziert werden. Zudem wurden bessere Werte bezüglich Trägheitsmoment, bewegter Masse und Wirkungsgrad erzielt. Ein weiterer Vorteil der Simotics FD Motoren ist, dass dieses Motorenkonzept als intelligentes Baukastensystem angelegt ist, das bei einer großen Bandbreite an Einsatzmöglichkeiten viel Flexibilität bietet. Zu den verschiedenen Optionen der Lüftung kommen innenliegende Kühlrippen, die während Motorstillstandzeiten nicht durch Schmutzablagerungen aus der Umgebungsluft belastet werden und daher gerade in der rauen Umgebung eines Gussbetriebes wie Halberg von Vorteil sind.

Einfache Programmierung

Über die Programmiersoftware Step 7 und das integrierte Inbetriebnahme-Tool Starter können Motor und Umrichter per Knopfdruck optimal aufeinander abgestimmt werden. In der Folge erhöht sich der Systemwirkungsgrad. Indem über die Frequenzumrichter die Messstrecken der analogen Drucksensoren aus den Luftkanälen direkt auf die entsprechenden Eingänge am Frequenzumrichter geführt werden können, entsteht durch die integrierten Proportional Integral Derivative (PID)-Regler ein dynamisches und autarkes Subsystem. Dieses muss in der übergeordneten speicherprogrammierbaren Steuerung, die via OPC-Schnittstelle den Energieverbrauch an das werksübergreifende Energiemanagement weiterleitet, nicht programmiert werden und spart damit Rechnerleistung ein.

Vielfältige Verbesserungen

Neben der verbesserten Energieeffizienz konnte bei Halberg durch den Retrofit auch die Verfügbarkeit deutlich gesteigert werden. Statt der vormals zwei separat betriebenen redundanten Antriebe können die neuen Motoren individuell umgeschaltet und jeweils wechselweise von Umrichter 1 oder 2 versorgt werden. Durch die Erfassung der Betriebsstunden lässt sich eine optimale Lastverteilung erreichen.

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