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实现高可用性的半导体技术

Wernsing Feinkost每年加工约45万吨马铃薯,这使得工厂的高可用性至关重要。为了最大限度地减少短路造成的停机时间,Wernsing和自动化合作伙伴Rilo使用了SIMATIC ET 200SP e-Starter,提供超快的保护和较高的短路阻力。

挑战:在易发生短路的区域实现高可用性

在Wernsing Feinkost GmbH的高度自动化生产环境中,大量的马铃薯被加工成各种各样的熟食产品。许多输送机系统在整个生产线中运输原材料和货物。即使是单个组件的故障也可能中断整条生产线的生产流程,并导致计划外停机。短路也可能导致此类中断。这里至关重要的不仅是对设备和应用程序的可靠保护,还要快速重启以将计划外停机时间降至最低。如果在发生短路时必须更换电机起动器,则可能导致昂贵的时间和服务费用。为该问题寻找了一种解决方案,该解决方案既能提供可靠的短路保护,又能减少发生故障所需的时间和成本。

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实践中的半导体技术

Rilo Automatisierungstechnik GmbH & Co. 与 Wernsing 一起KG 选择了 SIMATIC ET 200SP e-Starter 的半导体技术。重点是提供高短路电阻的电机起动器解决方案,允许启动器在故障排除后立即恢复运行。此外,还使用集成的智能启动功能来确保在负载下平稳启动。同时,该解决方案需要无缝集成到SIMATIC ET 200SP系统和TIA Portal中,提供全面的诊断功能,并直接在设备上显示运行状态。紧凑的设计和集成的顺时针和逆时针旋转反向功能也是关键的实际要求。

Siemens 开发了一种解决方案,将短路保护和智能启动等关键功能整合到一个紧凑的单元中。e-Starter 中的创新半导体技术非常适合我们的系统。
吉多·奎特克, 常务董事, Rilo Automatisierungstechnik GmbH & Co.千克

我们的解决方案:全电子马达起动器

SIMATIC ET 200SP e-Starter使用现代半导体技术来开关和保护电机。碳化硅 MOSFET 由高性能微控制器和超快功率半导体控制,可实现全电子短路保护。e-Starter可以在不到5微秒的时间内检测和关闭短路,比以前的开关快近一千倍。同时,该技术为智能启动功能提供了基础,可实现相位优化的电机启动。这显著减少了冲击电流,并最大限度地减少了相关的扭矩浪涌。这是 Wernsing 生产的关键优势。在码垛过程中,产品以独立的、未包装的状态在托盘上运输。传送带的轻柔启动可防止产品滑倒或倾倒。即使在重载的马铃薯传送带上,Smart Start 也能减少启动电流,从而保护机械部件。

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系统集成和分析能力

与 SIMATIC ET 200SP 外围系统和 TIA Portal 的无缝集成可确保启动器收集的数据直接传输到控制器,然后从那里传输到 TIA Portal。可以使用步骤 7 直接在 TIA Portal 中对全电子起动器进行配置、参数化和调试。这种集成还可以对运行和诊断数据(例如电流、电压、运行时间和其他测量值)进行详细分析,从而便于状态监测和预测性维护。结果是针对Wernsing现代生产环境的要求精确量身定制的电机起动器解决方案。

超快速短路保护

半导体技术使起动器能够在微秒内检测到短路并立即中断电流。故障清除后,只需按一下按钮即可重新启动e-Starter。

智能启动可实现平稳的电机启动

智能启动可减少浪涌电流和启动扭矩。这使得输送机系统的可控启动成为可能。在 Wernsing,这可以减少输送机系统的负荷,防止输送物料出现抖动。

系统集成和详细诊断

与 TIA Portal 完全集成,可访问详细的测量、操作和诊断数据。这样可以更快地隔离故障,透明地评估系统状态。

除了在 TIA Portal 中概述各种测量和运行数据外,我们还可以通过状态 LED 直接在设备上查看最重要的信息。通过直接在设备上和 TIA Portal 中读取错误代码,我们能够将短路造成的停机时间减少多达 60%。
Stefan Niehe, 电气工程组长 , Wernsing Feinkost GmbH

提高系统可用性的明智方法

SIMATIC ET 200SP e-Starter中使用的半导体技术可确保较高的短路电阻并在几微秒内检测出故障。这种快速的响应时间构成了高系统可用性和可靠的生产操作的基础。除了智能维护、快速重启和平稳的电机启动外,SIMATIC ET 200SP e-Starter在日常操作中还具有多种其他优点。其中三个特别值得注意:

减少停机时间,延长正常运行时间

e-Starter 可在发生短路时自我保护,故障清除后可以快速重置和开启。通过消除设备更换和实现快速故障排除,它最多可将停机时间缩短60%。

输送机系统的温和操作

集成的智能启动可显著降低浪涌电流和扭矩,从而实现更可控的电机启动。这可以减少机械应力,保护敏感材料免受不稳定的影响。

通过智能诊断功能实现完全透明

TIA Portal 中提供了全面的操作和诊断数据以供深入分析。这些数据不仅可以进行详细的故障分析,还支持智能状态监测和预测性维护。

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Rilo Automatisierungstechnik GmbH & Co.KG:实用又创新

Rilo Automatisierungstechnik为工业和过程自动化提供解决方案已有20多年,主要活跃于食品和农业领域。作为 Wernsing Feinkost GmbH 的长期合作伙伴,该公司为其自动化解决方案的规划、实施和进一步开发提供支持。由于这种密切合作,Rilo对Wernsing Feinkost GmbH的生产流程和要求有了详细的了解。在与西门子的联合项目中,Rilo为SIMATIC ET 200SP E-Starter的开发贡献了其实践经验。重点特别放在易于集成到现有系统、高短路电阻和高效运行上。

土豆成为各种美味产品的地方:Wernsing Feinkost GmbH

Wernsing Feinkost GmbH是一家采用高度自动化的生产流程的食品制造商,专门将马铃薯加工成各种熟食产品。许多输送机系统通过生产线运输原材料和产品——从接收和储存大量马铃薯到加工再到码垛。重负荷、机械应力和密集清洁过程对所使用的技术提出了特殊要求。可靠的电机控制、无故障运行和快速的故障诊断对于提高系统可用性至关重要。在与西门子和Rilo的联合项目中,Wernsing贡献了其从生产到开发过程的丰富实践经验。

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