Fertigungsautomatisierung 2 | 18

Zuckersüßer Start

Rückspeisefähige Frequenzumrichter treiben erstmals Zentrifugen an

Im Werk Uelzen der Nordzucker AG regeln Frequenzumrichter vom Typ ACS880-17 erstmals in Deutschland periodische Zuckerzentrifugen. Die rückspeisefähigen Geräte geben die Bremsenergie der Motoren ins Netz zurück. Das Sicherheitsfunktionsmodul FSO-12 macht die Prozesse zuverlässig.

Wer ein rein natürliches Süßmittel wünscht, liegt bei Zucker aus Zuckerrüben genau richtig. Die Pflanze kann ihre Energie in Form von Zucker direkt speichern. In ihren Fabriken lösen die Produzenten den Zucker aus den Rüben und kristallisieren ihn aus. Dies geschieht auch im Werk Uelzen, dem größten der Nordzucker AG, zugleich einem der modernsten in Europa. Zentrifugen nehmen im vielstufigen Prozess der Zuckerherstellung eine zentrale Rolle ein. In ihnen wird der kristalline Zucker von dem anhaftenden Sirup getrennt. Fast drei Dutzend Zentrifugen stehen im Zuckerhaus in Uelzen in vier Zentrifugenstationen. Auf der Station für Weißzucker 2 regeln rückspeisefähige ABB Industrial Drives – darunter drei der neuesten Generation ACS880-17 – periodische Zentrifugen vom Typ BMA B1750. Auch die Zentrifugenmotoren, achtpolige IE2-Prozessmotoren der Reihe M3BP mit 250 kW Leistung, stammen von ABB. Geliefert hat die Zentrifugen und die Antriebslösung die BMA Braunschweigische Maschinenbauanstalt AG.

Mit vollem Drehmoment starten

Frequenzumrichter und Elektromotoren werden bei einer Zentrifugenanwendung extrem gestresst. Der Motor benötigt für 15 bis 20 s das volle Drehmoment, um die Charge auf die maximale Drehzahl von etwa 1.000 U/min zu beschleunigen. Anschließend bremst der Motor die Zentrifuge so schnell wie möglich ab. Haiko May ist Elektromeister im Werk, zuständig für die gesamte Automatisierungstechnik. „Der Frequenzumrichter muss das schnelle Hoch- und Runterfahren schaffen, ohne zu überhitzen. Auch für den Motor ist dies keine typische Beanspruchung. Beide müssen alles ohne jegliche Probleme mitmachen“, sagt Haiko May. „Während der Rübenkampagne ist es im Werk sehr warm. Frequenzumrichter und Motoren werden in dieser Zeit definitiv stärker beansprucht als in einem Standardeinsatz.“

„Der Frequenzumrichter muss das schnelle Hoch- und Runterfahren schaffen, ohne zu überhitzen.“

Rückspeisen statt Energie verbrennen

Durch die Rückspeisefähigkeit der Frequenzumrichter ACS880-17 wird die Bremsenergie der Motoren in den Antrieb zurückgeführt und ins Netz zurückgegeben, das ist deutlich energieeffizienter als andere Bremsverfahren.

Haiko May erläutert: „Die Rückspeisefähigkeit ist notwendig, um elektrisch bremsen zu können. sonst würde man große Bremswiderstände wie früher benötigen, die die gesamte Energie in Wärme umwandeln. Das würde zusätzliche Kühlanlagen für das Herunterkühlen erfordern.“

Die Frequenzumrichter wurden vor Beginn der Kampagne 2016/2017 von der BMA für ein Pilotprojekt installiert und getestet. Auf dem deutschen Markt treiben die Industrial Drives ACS880 in Uelzen erstmals Zentrifugen an.

An einer Zentrifuge vom Typ BMA B1750 werden die ACS880-17 eingesetzt.

Sicherheit mit eingebaut

Der ACS880-17 erfüllt auch die hohen Anforderungen an die Arbeitssicherheit, die die Berufsgenossenschaft an den Betrieb von Zuckerzentrifugen stellt. Der Industrial Drive verfügt über die Sicherheitsfunktion „Sicher abgeschaltetes Drehmoment“ (STO). Bei Anwendungen wie großen Zuckerzentrifugen reicht dieser Schutz allerdings nicht aus. Im Werk Uelzen verbessert das Sicherheitsfunktionsmodul FSO-12 die Verlässlichkeit der Frequenzumrichter. Die Steckbaugruppe wird in den Frequenzumrichter eingebaut und verdrahtet. In dem kompakten Modul sind Funktionen wie „Sicherer Stopp 1“ (SS1), „Sichere Bremsenansteuerung“ (SBC) und „Sicher begrenzte Drehzahl“ (SLS) realisiert.

Die Frequenzumrichter vom Typ ACS880-17 haben sich im harten Saisonbetrieb als zuverlässig erwiesen. Auch in einem weiteren Punkt gefallen sie. Haiko May: „Die ABB-Frequenzumrichter sind einfach zu bedienen. Im Menü wird alles im Klartext eindeutig dargestellt.“

Das Zuckerhaus beherbergt die vier Zentrifugenstationen mit periodisch und kontinuierlich arbeitenden Zentrifugen.

Nordzucker im Profil

Der Nordzucker-Konzern mit Hauptsitz in Braunschweig ist einer der führenden Zuckerhersteller in Europa. Neben Zucker produziert das Unternehmen Bioethanol und Futtermittel aus Zuckerrüben. Nachhaltige und ressourcenschonende Herstellungsweisen entlang der gesamten Wertschöpfungskette haben hohe Priorität. Mit insgesamt 3.200 Mitarbeitern an 18 Produktions- und Raffinationsstätten erzielte Nordzucker im Geschäftsjahr 2016/2017 einen Konzernumsatz von 1,71 Mio. Euro (Vorjahr: 1,61 Mio. Euro). Das operative Ergebnis (EBIT) betrug 131 Mio. Euro (Vorjahr: 16 Mio. Euro).