Wie unterstützt ein MCC-Schalttafel die Motorsteuerung

Elektrische Motoren sind für die Betriebseffizienz von Fertigungsanlagen, Kläranlagen und sogar Bergbaubetrieben von großem Wert. Zur Gewährleistung der Sicherheit und einer langen Lebensdauer der Ausrüstung ist ein effektives Motor-Management von entscheidender Bedeutung. MCC-Schalttafeln (Motor Control Center Schalttafeln) spezialisieren sich auf die zentrale Steuerung, Schutz und Automatisierung mehrerer Motoren. Dieses Steuerelement löst Probleme wie zu große Entfernungen zwischen den Steuerpunkten, zu häufige Störungen und Verluste durch ineffiziente Energie. MCC-Schalttafeln sind keine universell einsetzbaren Schalttafeln und müssen im industriellen Motor-Management verwendet werden. Als professioneller Hersteller von elektrischen Anlagen optimiert GPSwitchgear das Design von MCC-Schalttafeln, um eine breite Palette des Motor-Managements – von kleinen Werkstätten bis hin zu großen Industrieanlagen – abzudecken. In diesem Beitrag werden wir untersuchen, wie die MCC-Schalttafel das Motor-Management auf verschiedene Weise verbessert.

MCC-Schalttafel vereinfacht die Motorsteuerung

Die Steuerung von Motoren erfolgt und erfolgte bisher dezentral. Jeder Motor verfügt über einen lokalen Regler. Dies führt zu mehreren Bedienpunkten, komplizierter Verkabelung und hohen Verwaltungskosten. Das MCC-Schaltfeld löst dieses Problem durch zentrale Steuerung. Je nach Modell können 10 bis 50 Motoren in einem einzigen Schaltschrank oder Schrankverbund gesteuert werden. Jeder Motor verfügt über ein dediziertes Steuermodul im MCC-Schaltfeld, und die Bediener können das Starten, Stoppen und die Drehzahlregelung der Motoren über eine einzige Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) oder lokale Drucktaster steuern. In einer Lebensmittelverarbeitungsanlage können die Bediener beispielsweise 20 Förderbandmotoren steuern und alle Motoren von einem einzigen Bedienraum aus schalten, anstatt zu 20 lokalen Bedientafeln gehen zu müssen. Diese Zentralisierung reduziert definitiv die Betriebszeit und den Aufwand sowie die Komplexität der Verkabelung. Das MCC-Schaltfeld reduziert den Kabelverbrauch um 40 bis 60 Prozent, wodurch sich Installationskosten und Verdrahtungsfehler verringern. Das MCC-Schaltfeld ermöglicht es den Bedienern außerdem, Motoren über entfernte industrielle Kommunikationsprotokolle zu steuern und die Verwaltung über ein SCADA-System zu nutzen. Dies verbessert die betriebliche Kontrolle.

MCC-Schalttafel integriert fortschrittliche Motor-Schutzfunktionen.

Überlast, Kurzschlüsse, Phasenausfall und Unterspannung sind Fehler, die bei Motoren auftreten können und unbeaufsichtigt zu Motorschäden, Betriebsausfällen und sogar Sicherheitsrisiken führen können. Zur Unterstützung des Motor-Managements integriert das MCC-Schaltfeld vollständige Motorschutzfunktionen in jedes Motorsteuermodul. Diese Module enthalten folgende Schutzfunktionen: 1) Überlastschutz: Thermische Überlastrelais oder elektronische Schutzgeräte bewerten die Ströme und schalten den Motor ab, wenn ein übermäßiger Stromfluss erkannt wird, der über einen vorbestimmten Zeitraum anhält, der so eingestellt ist, dass die Motorwicklungen nicht beschädigt werden. 2) Kurzschlussschutz: Motorschäden und Beschädigungen der Leitungsverdrahtung werden durch schnelles Abschalten der Stromkreise mittels in den Motorsteuermodulen integrierter Leistungsschalter oder Sicherungen verhindert. 3) Phasenausfallschutz: Die Stromversorgung kann überwacht werden, und der Motor wird abgeschaltet, wenn eine Phase ausfällt, wodurch eine Überhitzung innerhalb weniger Minuten beim Einphasenbetrieb verhindert wird. 4) Unterspannungs-/Überspannungsschutz schützt die Motorisolation und mechanischen Teile, indem der Motor abgeschaltet oder eine Warnung ausgegeben wird, wenn die Versorgungsspannung zu hoch ist, und wird durch niedrige Spannung ausgelöst.

Stellen Sie sich eine Pumpe für eine Wasseraufbereitungsanlage vor. Wenn ein Phasenausfall bei dem Motor der Pumpe auftritt, der an ein MSB-Schaltboard angeschlossen ist, stoppt das Schaltboard den Motor umgehend und gibt eine Warnung aus. Dadurch werden kostspielige Reparaturen verhindert und ein Ausfall der Wasserversorgung der Anlage vermieden. Das MSB-Schaltboard von GPSwitchgear verwendet Schutzeinrichtungen mit Ansprechzeiten innerhalb von 0,01 Sekunden für eine zuverlässige Fehlererkennung und -protektion.

MSB-Schaltboard ermöglicht vorausschauende Wartung durch Echtzeit-Überwachung von Motoren

Um Motoren effizient zu steuern, ist die Echtzeit-Überwachung ihres Betriebszustands entscheidend, um potenzielle Probleme frühzeitig zu erkennen, die sich sonst zu schwerwiegenden Störungen entwickeln könnten. Vor diesem Hintergrund integriert das MCC-Schaltfeld Überwachungssensoren zusammen mit Datenerfassungsfunktionen. Jedes Motorsteuermodul im MCC-Schaltfeld verfügt über Sensoren, die kritische Kenngrößen wie Motorstrom und -spannung, Temperatur, Leistung, Drehzahl und Betriebszeit überwachen. Diese Informationen gelangen zum Hauptcontroller des MCC-Schaltfelds, werden auf dem HMI angezeigt und in der lokalen Datenbank für zukünftige Referenzzwecke gespeichert. Diese Daten können zur Beurteilung der Motorleistung herangezogen werden; beispielsweise könnte ein Anstieg des Motorstroms auf Lagerabnutzung hindeuten, während eine Temperaturerhöhung der Wicklung auf eine Verschlechterung der Isolation schließen lässt. Diese Funktion der Echtzeitüberwachung ermöglicht eine vorausschauende Wartung. Die Reparatur bzw. der Austausch von Motorkomponenten kann nun zeitlich viel genauer an den tatsächlichen Bedarf angepasst werden, im Gegensatz zur planmäßigen Wartung, die unter Umständen zu früh oder zu spät erfolgen kann. Dadurch werden die Wartungskosten reduziert und die Nutzungsdauer des Motors verlängert. Das MCC-Schaltfeld ist außerdem in der Lage, Daten zu analysieren und Trends vorherzusagen.

MCC-Schalttafel senkt Kosten durch verbesserte Energieeffizienz der Motoren

Jede Branche hat energiebedingte Betriebskosten. Für jede Branche müssen diese Energieverbrauchskosten enthalten sein, wobei Industriemotoren zwischen 60 und 70 % des Stroms verbrauchen. Der Motorsteuerschrank (MCC) spielt eine entscheidende Rolle bei der Steuerung von Motoren, indem er die Energieeffizienz auf vielfältige Weise optimiert. Zu Beginn haben MCC-Schalttafeln integrierte stetig verstellbare Frequenzumrichter (VFDs) in die Motorsteuerungsmodule eingebaut. VFDs ermöglichen es, die Drehzahl des Motors während jeder Phase der Lastanforderung zu steuern. Anstatt den Motor mit voller Drehzahl laufen zu lassen, erlauben VFDs, dass der Motor in Zeiten geringer Nachfrage langsamer läuft. Beispielsweise muss ein Ventilatormotor in einer Fabrik möglicherweise nur mit 70 % der Nenndrehzahl in Zeiten geringer Auslastung betrieben werden. Der Energieverbrauch des Motors kann in solchen Phasen um 30–50 % gesenkt werden, wenn ein VFD verwendet wird, im Vergleich zum Betrieb mit fester Drehzahl. Zusätzlich kann der MCC-Schaltkasten den Leistungsfaktor der Motoren überwachen, und gegebenenfalls können zusätzliche Module zur Blindstromkompensation (PFC) integriert werden: Wenn der Leistungsfaktor aufgrund der reaktiven Leistung der Motorwicklung zu niedrig ist, kann so Energieverlust im Versorgungssystem ausgeglichen werden. Schließlich verfügt der MCC-Schaltkasten über eine Datenüberwachung, um Motoren zu identifizieren, die Energie verschwenden. Ein Motor beispielsweise, der ungewöhnlich hohen Stromverbrauch aufweist und ineffizient arbeitet, müsste eventuell ersetzt oder repariert werden.

Die Verwendung des MCC-Schaltanlagen kann einer Anlage 10–20 % der gesamten Stromkosten sparen und ein nahtloses, kosteneffizientes Motor-Management ermöglichen. Die MCC-Schaltanlage von GPSwitchgear liefert außerdem detaillierte Berichte über den Energieverbrauch und die Einsparungen, sodass Facility-Manager den Energieverbrauch weiter verfolgen und optimieren können.

Verbesserung der Zuverlässigkeit von MCC-Schaltanlagen-Motorsystemen durch ein modulares Design

Wandel ist in der Industrie konstant, und ebenso die Flexibilität, die in MCC-Schalttafeln erforderlich ist, um sich an veränderte Motorsysteme anzupassen. Jedes Motorsteuermodul in der MCC-Schalttafel ist eine standardmäßige ausziehbare Einheit, was bedeutet, dass die Betreiber bei einem defekten Modul dieses trennen und durch ein Ersatzteil ersetzen können, wodurch der Motor innerhalb von 10–15 Minuten wieder betriebsbereit ist. Bei nicht-modularen Systemen kann dieser Zeitraum 1–2 Stunden betragen. Dadurch wird die Produktionskontinuität verbessert, da Ausfallzeiten erheblich minimiert werden. Darüber hinaus ermöglicht die modulare Konstruktion eine unkomplizierte Erweiterung des Motorsystems. Wenn beispielsweise Betreiber weitere Motoren hinzufügen müssen, können sie dies tun, ohne die bestehende Verkabelung oder Komponenten der MCC-Schalttafel ändern zu müssen, was schnelle Systemanpassungen fördert. Ein konkretes Beispiel ist das Werk: Anstatt ein neues Steuersystem zu entwickeln, um die Erweiterung der MCC-Schalttafel zu bewältigen, kann die MCC-Schalttafel die Systemerweiterung mit 5 neuen Motorsteuermodulen handhaben, die hinzugefügt werden können. Die Zuverlässigkeit wird durch die modulare Konstruktion weiter erhöht, da Fehlerquellen im Motorsystem isoliert werden.

Das MCC-Schaltboard von GPSwitchgear enthält hochwertige modulare Komponenten, bei denen die Kompatibilität streng geprüft wird, was einen nahtlosen Austausch und die problemlose Hinzufügung neuer Komponenten ermöglicht und somit die flexible und zuverlässige Steuerung von Motoren verbessert.