300-Tonnen-Kran mit neuem Antrieb von ABB

Schwergewicht wird wieder fit

Die Antriebstechnik des 300-Tonnen-Krans im ABB-Transformatorenwerk in Bad Honnef wurde 2010 komplett modernisiert. Durch den Einsatz neuer DC- und AC-Antriebe ist der Kran fit für die Zukunft: Seine Produktivität wurde deutlich verbessert.

In den Haupthubwerken kommen DC-Stromrichter der Baureihe DCS800 mit Kran-Regelungsprogramm zum Einsatz.

"Think big" wäre ein treffendes Motto für das Transformatorenwerk der ABB in Bad Honnef (Nordrhein-Westfalen). ABB produziert in dem Werk komplexe Großtransformatoren, Phasenschieber und Industrietransformatoren, die weltweit in der Stromübertragung und bei Industrieanwendungen zum Einsatz kommen. Zu den technischen Spezialitäten im Bereich der Stromübertragung zählen besonders Phasenschiebertransformatoren zur aktiven Lastflusssteuerung - Produkte, die ein Gewicht von mehr als 800 Tonnen auf die Waage bringen können.

Um die ebenfalls gewichtigen Aktivteile für den Transformatorenbau zu bewegen, betreibt ABB an dem Standort einen 300-Tonnen-Zweiträger-Brückenkran aus dem Jahr 1972 mit insgesamt sechs Hubwerken. Die originale elektrische Ausrüstung und Antriebstechnik von ASEA war nach 38 Jahren Produktion im Schichtbetrieb in die Jahre gekommen und genügte nicht mehr den aktuellen Anforderungen an die Betriebs- und Produktionssicherheit. Der Kran wurde seinerzeit mit DC-Antrieben in den Haupthubwerken und AC-Schleifringläuferantrieben in den Fahrwerken ausgerüstet. Für die alten ASEA-Thyristorsteller gab es keinen Ersatz mehr, was eine Modernisierung zwingend erforderlich machte.
Jörg Alfter, Mitarbeiter in der Fertigungs- und Anlagentechnik in dem Werk, war der Projektverantwortliche für den Umbau. Er erläutert: „Ohne den Kran könnten in der Halle C sehr viele Arbeiten nicht ausgeführt werden. Wir fahren mit ihm Kerne in die Aktivteilmontage und Kessel in den Einbau, fahren Wicklungen auf und transportieren Aktivteile zu den Trocknungsöfen. Mit dem Kran werden außerdem die Aktivteile in den Kessel eingelassen. Die alte Steuerung hatte sehr oft Aussetzer und musste deshalb erneuert werden.“

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„Die Anforderung an die Antriebstechnik ist insbesondere in den Hubwerken nicht zu unterschätzen. Aktivteile mit einem Eigengewicht von bis zu 300 Tonnen müssen zur Montage zentimetergenau positioniert werden – und zwar ohne Lastsacken. Das gelingt nur mit dem entsprechenden Kran-Regelungsprogramm im DC-Regler“, sagt Marlon van Lohuizen. Er war Projektleiter seitens der Blumenbecker Industrie-Service, die den Auftrag zur Modernisierung der gesamten Steuerungs- und Antriebstechnik erhielt.

Mit dem Umbau wurden nicht nur die Antriebe auf den aktuellen Stand der Technik gebracht, es wird außerdem die Substanz des Gebäudes geschont. Denn durch die alte Technik und die hohen Bremskräfte wurde das Gebäude vorher höher belastet. Die Lieferung von Blumenbecker Industrie-Service umfasste die komplette elektrotechnische Ausrüstung des Kranes wie die Fertigung der Schaltanlage, Montage der Fahrmotoren, Umrüstung der alten Tachogeneratoren auf HTL-Drehgeber, Montage der Peripherie- und Betriebsmittel, Montage der Überlastsicherung für alle sechs Hubwerke, Umrüstung der Katzstromzuführung auf die Energiekette, die gesamte Verkabelung, die Erneuerung der Arbeitsfeldbeleuchtung mit LED-Tiefstrahler und der Sicherheitsfunksteuerung mit DP-Busanschaltung und Rückmeldung.

Zuverlässige Antriebstechnik

Die ABB AG Transformatoren in Bad Honnef forderte für den Umbau den Einsatz von ABB-Komponenten, um für die Zukunft eine zuverlässige Antriebstechnik zu erhalten. In den Haupthubwerken sind heute DC-Stromrichter der Baureihe DCS800 mit Kran-Regelungsprogramm im Einsatz. Die Geräte werden über Profibus angesteuert und mit Drehzahlrückführung betrieben. Die alten DC-Motoren von ASEA waren auch nach 38 Jahren in einem guten Zustand und konnten weiter genutzt werden.

In den Fahrwerken (Katz- und Kranfahrt) arbeiten jetzt Frequenzumrichter vom Typ ACS850-04, die ebenfalls über Profibus angesteuert und ohne Drehzahlrückführung mit DTC betrieben werden. Die alten Schleifringläufer von ASEA wurden gegen ABB-Bremsmotoren vom Typ M3ARS getauscht. Die Abstimmung der alten Thyristorsteller war nicht mehr optimal, was zu einer erhöhten Stromaufnahme der Antriebe im Leerlauf führte.

In den beiden Haupthubwerken werden nun die bestehenden DC-Motoren von ASEA mit modernen digitalen DC-Stromrichtern von ABB betrieben. Das Ergebnis ist eine deutliche Verbesserung des Fahrverhaltens und der Antriebsdynamik sowie eine erheblich niedrigere Stromaufnahme im Leerlauf, da der DCS800 durch den durchgeführten ID-Lauf die echten Motorwerte zur Regelung nutzen kann.

In den Fahrwerken müssen die Umrichter die Dynamik der bewegten Masse beherrschen. Das Eigengewicht des Krans plus angehängter Last muss im 4Q-Betrieb in akzeptablen Hoch- und Niederlaufzeiten sicher bewegt werden. Die ACS850-04 in den Fahrwerken verfügen über DTC (Direct Torque Control), die Motorregelung, die hervorragende Regeleigenschaften auch ohne Geber erreicht und sich für diese Anwendung sehr gut eignet. Die dynamische Drehzahlgenauigkeit der Antriebe mit DTC ist bis zum Achtfachen besser als bei herkömmlichen AC-Antrieben ohne Geberrückführung.

Kran-Regelungsprogramm für Hubwerke

Das Kran-Regelungsprogramm für die DCS800-Stromrichter der Hubwerke erhöht die Betriebssicherheit und Leistung der Antriebe. Die integrierte Bremsensteuerung arbeitet mit Drehmomentspeicherung und Vormagnetisierung, um mechanische Bremsen sicher und zuverlässig zu steuern. Der Stromrichter kann das volle Drehmoment an der Motorwelle erzeugen, bevor die Bremse geöffnet wird. Zusätzlich wird mit Bremsstatussignalen die Sicherheit verbessert, wenn Start- oder Stoppbefehle gegeben werden.

Der Auftrag wurde 2010 an Blumenbecker Industrie-Service vergeben. Bereits zehn Wochen später wurde er ausgeführt. „Wir mussten in nur neun Wochen die Planung, Projektierung und Fertigung gewährleisten und in nur elf Tagen vor Ort, beginnend mit der Abschaltung bis zur Betriebsbereitschaft, die Anlage komplett umbauen“, beschreibt Marlon van Lohuizen die Herausforderung bei diesem Projekt.

Jörg Alfter benennt die wesentlichen Vorteile des Umbaus für das Werk in Bad Honnef: „Die Modernisierung garantiert einen effizienten und qualitativ hochwertigen Produktionsprozess. Eine präzise und schnelle Positionierung der Lasten hat darauf unmittelbaren Einfluss. Des Weiteren werden geringere Instandhaltungskosten, eine zuverlässige Ersatzteillieferung, die neuesten Sicherheitsstandards sowie ein geringer Verschleiß des Gebäudes sichergestellt.“

ABB, Ladenburg, Tel. 06203/717717, Fax 717600, http://www.abb.de/drives > Kennziffer 18

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