Effiziente Schreddersteuerung: Revolutionierung des industriellen Recyclings

Wie VSDs den Durchsatz und die Effizienz bei Schredderanwendungen steigern können ...

Wir kennen alle schon einmal die Situation, dass unser praktischer Büro-Aktenvernichter stehen bleibt, wenn er verstopft oder überlastet ist. In diesem Szenario können Sie normalerweise die Rückwärtstaste drücken, um die Blockade zu beseitigen. Für größere Zerkleinerer in industriellen Anwendungen, beispielsweise für das Recycling von Kunststoffen und Metallen, bietet es größere Vorteile, effizienter auf Überlastungen und Verstopfungen zu reagieren. In diesem Artikel wird beschrieben, wie der Motoren- und Antriebsspezialist Technidrive eine maßgeschneiderte Lösung für die Shredder-Steuerung mithilfe eines Frequenzumrichters (VSD) entwickelt hat.

Die Zerkleinerungswirkung größerer Aktenvernichter, wie sie in industriellen Anwendungen üblich sind, unterscheidet sich nicht von der, die Sie bei Ihrem Büro- oder Haushalts-Aktenvernichter beobachten würden. Größere Schredder werden häufig in Recyclinganwendungen eingesetzt und können alles von Abfall und Kunststoffen bis hin zu Metallen und Autos zerkleinern.

Da in Großbritannien der Schwerpunkt stärker auf Nachhaltigkeit liegt, spielen diese Aktenvernichter eine wichtige Rolle bei der Entwicklung der Kreislaufwirtschaft. So werden etwa 85 Prozent des Stahls am Ende seiner ersten Nutzungsdauer recycelt, sodass Shredder gefragt sind, die Autos und Altmetall zerkleinern können. Während eine stärkere Zerkleinerung für die Steigerung des Recyclings wichtig sein wird, sollte der Prozess selbst jedoch auch so energieeffizient wie möglich sein. VSDs können hier einen Beitrag leisten, indem sie die Effizienz der Shredder-Steuerung verbessern.

Auch größere Aktenvernichter haben die gleiche Tendenz, die wir alle bei kleineren Modellen beobachtet haben: Etwas klemmt zwischen den Zähnen und der Mechanismus kommt schleifend zum Stillstand. Diese Blockaden bleiben bestehen, wenn der mechanische Antrieb nicht über genügend Drehmoment verfügt, um durch den Gegenstand zu fahren, der den Stau verursacht hat. Wiederholte Staus können den Durchsatz einschränken und die im Aktenvernichter verwendeten Teile verschleißen, was zu höheren Wartungskosten führt.

Es gibt zwei Optionen für einen Aktenvernichter, der dieses häufige Problem löst. Erstens kann der Häcksler einfach durch die Verstopfung fahren, obwohl er dafür natürlich ein ausreichendes Drehmoment benötigt. Zweitens gibt es eine Umkehrfunktion, um die Messer in die entgegengesetzte Richtung zurückzudrehen, um den Stau vor der Wiederaufnahme zu beseitigen. Bei großen Zerkleinerern wird diese Reversierfunktion automatisch ausgelöst.

Obwohl Umkehrungen eine einfache Lösung für Ihren alltäglichen Aktenvernichter darstellen könnten, schmälern zu viele Umkehrungen den Durchsatz bei größeren industriellen Aktenvernichtern erheblich. Wenn Sie die Belastung, der der Aktenvernichter ausgesetzt ist, erfolgreich überwachen und die Geschwindigkeit steuern können, können Sie unnötige Umkehrungen vermeiden und die Effizienz des Prozesses verbessern. Das ist der Hauptvorteil von VSDs bei Zerkleinerungsanwendungen, aber weitere Vorteile sind Energieeinsparungen und geringere Wartungskosten.

Eine maßgeschneiderte Lösung

Der Systemintegrator Technidrive wurde gebeten, ein Steuerungssystem für einen Schredder in einer Recyclinganwendung bereitzustellen. Technidrive wählte das mechanische Antriebssystem inklusive der Elektromotoren und Getriebe zum Antrieb der beiden Schredderwellen. Als nächstes machten sie sich an die Lieferung des Steuerungssystems.

Zu diesem Zweck wandte sich Technidrive an einen seiner Partner WEG für einen VSD gepaart mit einem WEG-Motor. Konkret entschieden sich die Ingenieure von Technidrive für den Premium-Effizienz-IE3-Motor WEG W22. „Wir haben uns aufgrund des robusten Gussrahmens und der hohen Effizienz für diesen Motor entschieden“, erklärte David Strain, technischer Direktor bei Technidrive. „Ein weiterer wichtiger Vorteil bestand darin, dass wir durch die Kombination mit dem WEG VSD dem Kunden eine dreijährige Herstellergarantie gewähren konnten.“

Der VSD erfasst Echtzeitdaten zu Drehmoment, Strom, Spannung, DC-Busspannung und Frequenz. Mit einer cleveren Programmierung war Technidrive in der Lage, den VSD so zu konstruieren, dass er anhand dieser Daten entscheiden konnte, wann eine Umkehrung des Schredders erfolgen sollte.

Technidrive lieferte ein Steuerungssystem mit einem HMI-Touchscreen auf der Frontplatte, das direkt mit dem VSD von WEG verbunden war. Ein zusätzlicher Vorteil dieser Lösung bestand darin, dass keine externe speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) erforderlich war. Der Kunde konnte nun über das HMI den Strom und die Geschwindigkeit verändern und diese in Abhängigkeit von Echtzeitdaten variieren. Dies würde einen effizienteren Durchsatz ermöglichen und gleichzeitig die Flexibilität ermöglichen, sich an verschiedene Materialien anzupassen.

Da dieser Aktenvernichter zum Zerkleinern verschiedener Materialien wie Kunststoffe und Metalle eingesetzt wurde, war eine Lösung wichtig, die Flexibilität bietet. Dabei handelte es sich um eine maßgeschneiderte Lösung, bei der eine speziell für den Kunden entwickelte Programmierung zum Einsatz kam. Technidrive kümmerte sich auch um die Installation und Schulung mit WEG-Produkten.

Vorteile von VSDs

VSDs werden in einer Vielzahl von Anwendungen zur Steuerung von Motoren eingesetzt. Sie wandeln die Eingangsleistung mit konstanter Frequenz und Spannung in eine einstellbare Frequenz- und Spannungsquelle um, um die Drehzahl von Wechselstrom-Induktionsmotoren zu steuern. VSDs ermöglichen kontrolliertes Starten, Stoppen und Beschleunigen sowie eine dynamische Drehmomentsteuerung während des Motorbetriebs.

Wenn sich Material in einem Aktenvernichter verklemmt, lässt sich das am schnellsten dadurch beheben, dass der Aktenvernichter hindurchfährt. Dies wird durch eine Reduzierung der Drehzahl erreicht, um das Drehmoment zu erhöhen. Dies ist nach Möglichkeit einer Umkehrung vorzuziehen, die mehr Zeit in Anspruch nimmt und daher den Durchsatz verringert. Bei einem VSD sorgen die Drehzahlregelung und die genauere Messung des Drehmoments für eine höhere Effizienz.

Traditionell arbeiten Aktenvernichter stromabhängig um. Wenn der Motor überlastet ist, zieht er Strom. Allerdings kann der Strom durch Leistungsfaktor, Spannungsabfall oder andere Faktoren beeinflusst werden. Die Verwendung eines VSD ermöglicht eine genauere Messung des Drehmoments und damit der tatsächlichen Belastung des Motors.

„Die meisten Aktenvernichter verwenden keine VSDs“, erklärte Strain. „Durch die genauere Überwachung des Drehmoments messen Sie die tatsächliche Kraft, die auf die Welle wirkt, und können so die Welle schützen und zum richtigen Zeitpunkt umkehren.“ Dies schützt den Motor und die Ausrüstung vor Schäden, indem sichergestellt wird, dass die Umkehrung zum richtigen Zeitpunkt erfolgt notwendig. Noch wichtiger ist, dass unnötige Rückwärtsfahrten vermieden werden und die Geschwindigkeit so gesteuert wird, dass der Schredder bei Bedarf durchfahren kann, was den Durchsatz verbessert.

Zusätzlich zu diesen Vorteilen war der Einsatz von WEG-Produkten entscheidend für die vom Kunden geforderte Flexibilität. Ein großer Vorteil der WEG-Produkte ist die Flexibilität ihrer Software. Die Antriebe sind mit integrierten Soft-SPS ausgestattet, die ein verbessertes Maß an Steuerung ermöglichen, ohne dass eine zusätzliche SPS erforderlich ist. Dies war ein großer Vorteil bei dieser Anwendung.

„Wir hätten mit einem VSD und einer externen SPS ein ähnliches Ergebnis erzielen können, aber mit WEG konnten wir den standardmäßigen handelsüblichen Wechselrichter, der über sicheren Stopp, Soft-SPS und DC-Bus-Drosseln verfügt, übernehmen und integrieren eine spezielle Anwendung. Das ist ein entscheidender Vorteil, den andere ähnliche Produkte nicht bieten“, erklärte Strain.

Der Kunde war mit dem Endergebnis sehr zufrieden. Während viele Aktenvernichter nicht über VSDs verfügen, profitieren diejenigen, die diese Technologie einsetzen, von einem verbesserten Durchsatz sowie von Einsparungen bei Energie- und Wartungskosten. Vielleicht müssen wir uns immer noch damit abfinden, dass unser schwächerer Büro-Aktenvernichter von Zeit zu Zeit klemmt, aber wer mit größeren Aktenvernichtern arbeitet, kann sich jetzt über die Option eines speziell entwickelten VSD freuen, der eine bessere Kontrolle über den Aktenvernichter bietet.

Sind Sie bereit, Ihre Zerkleinerungsvorgänge zu optimieren? Nehmen Sie Kontakt mit Technidrive auf, um herauszufinden, wie die integrierten Automatisierungssysteme Ihre industriellen Recyclingprozesse verbessern können.