Drie digitale trends in frequentieregeling

Volgens PwC verwacht 98% van de Europese industriële ondernemingen hun efficiëntie te zullen verhogen middels digitale technologieën, voorspellend onderhoud of AR-oplossingen (Augmented Reality). Maar hoe passen frequentieregelaars in dit plaatje? 

Veel producenten zijn bezig met de transformatie naar ‘slimme’ fabrieken. Een van de cruciale factoren is de integratie van intelligente motoraansturingen. Veel nieuwe frequentieregelaars hebben een eigen programmatuur in de vorm van een ingebouwde PLC-sturing, waardoor aansturingen via een netwerk zijn te monitoren en waarmee ook programma’s kunnen worden uitgevoerd. De prijsvergelijking valt ook gunstig uit, want intelligente frequentieregelaars zijn een voordelige methode om de nieuwste Industrie 4.0-technologie binnen te halen. Er zijn veel voordelen voor de productiviteit, zoals de verbeterde bedrijfsefficiëntie en kwaliteitscontrole, maar ook de slimme machine-optimalisatie, diagnose op afstand of draadloos en het voorspellende onderhoud.

Vrijwel alle frequentieregelaars hebben standaard een geïntegreerde seriële communicatie. Simpel gezegd, stuurt deze een reeks digitale impulsen naar een frequentieregelaar, die deze impulsen interpreteert om commando’s uit te voeren en wellicht ook een retoursignaal te sturen. De hardware bestaat doorgaans uit draadloze technologie of glasvezelkabels. 

Maar ook de keuze voor het juiste communicatieprotocol verdient de nodige aandacht om signaalverwisselingen te voorkomen. De mogelijkheden zijn talrijk en het soort toepassing is doorgaans doorslaggevend. Een goed voorbeeld is Ethernet. Frequentieregelaars die standaard Ethernetconnectiviteit hebben, duiken steeds vaker op in fabrieksautomatiseringen. Deze frequentieregelaars kunnen ook verbinding maken met het MES-netwerk en in beide richtingen data uitwisselen. Zo’n configuratie vormt uiteindelijk een gateway naar andere geconnecteerde automatiseringscomponenten in de hele fabriek. 

Daarnaast moeten ook de diverse open veldbussystemen overwogen worden. Hiermee kunnen data tussen verschillende systeemcomponenten worden uitgewisseld, over lange afstanden en onder een zware externe belasting. Beschikbare veldbussystemen zijn onder andere PROFIBUS, CAN-bus, DeviceNet, BACnet en Modbus — waarvan de meeste Ethernetvarianten hebben. 

De draadloze diagnostiek is de toekomst voor frequentieregelaars — via wifi, Bluetooth of een andere draadloze technologie. Dat komt goed uit voor de onderhoudsteams, want behuizingen zijn vaak maar beperkt toegankelijk. Door het geïntegreerde draadloze signaal van de aansturing te gebruiken, kunnen technici voortaan op afstand direct verbinding maken met het systeem. Via deze verbinding kan het onderhoudsteam de storing bekijken en diagnosticeren zonder enig fysiek contact. Zodra de draadloze diagnosedata zijn binnengehaald, kunnen hiermee ook voorspellende onderhoudsstrategieën worden ondersteund. Enkele modellen van frequentieregelaars hebben een server, die de continuïteit van de toepassing monitort met een tijdgestempelde motor of aansturingsspecifieke data. Bij een storing in de toepassing kunnen bovendien alle motor- en aansturingsdata met een Master-PLC worden gedeeld.

Frequentieregelaars kunnen in feite allerlei data leveren over het moment dat de fout optrad, zoals de motorstroomsterkte, het motorkoppel, de busspanning en de thermische status van de motor of aansturing. Met zulke data binnen handbereik kunnen de onderhoudstechnici een uitgebreide analyse uitvoeren om de hoofdoorzaak te vinden. De verzamelde informatie kan dienen om de bijbehorende alarmen of waarschuwingen te laten afgaan als de toepassingsdata een bepaalde limiet overschrijden. Deze strategie kan zo nodig ook worden gevolgd om de toepassing te stoppen en eventuele problemen te verhelpen voordat het systeem uitvalt.

We nemen een ventilator als praktisch voorbeeld. De nieuwste generatie frequentieregelaars heeft algoritmen die de prestaties van slijtdelen als ventilatoren kunnen bewaken en hun levensduur kunnen voorspellen middels data over onder andere de temperatuur, toerental en totale draaiuren. Het onderhoudsteam kan deze informatie benutten om de ventilator desgewenst te herstellen of vervangen en dit werk zelfs inplannen in een reguliere onderhoudsperiode. 

90% van de industriële ondernemingen die PwC onderzocht, zei dat de digitalisering naar hun gevoel meer kansen dan risico’s met zich meebracht. Door frequentieregelaars op de juiste manier te selecteren, kunnen deze bedrijven de mogelijkheden van de digitale technologie – zoals het geïntegreerde MES, het voorspellende onderhoud en AR-oplossingen – volledig benutten om hun productiemogelijkheden te laten groeien en uitbreiden.