Industrielle Entwicklungen wie leichtere Materialien, höhere Geschwindigkeiten und strengere Qualitätsanforderungen führen zu hohen Anforderungen an die Leistung der Bahnspannungssysteme. Diese Anforderungen erlauben praktisch keine Fehler und benötigen eine äußerst präzise Bahnspannungsregelung. In numerischen Angaben bedeutet dies, dass ältere Bahnverarbeitungsmaschinen mit Bahnspannungsschwankungen von 5-20% vom Einstellwert leben konnten. Heute ist es nicht ungewöhnlich, dass die Bahnspannung innerhalb von 1-2% vom Einstellwert geregelt werden müssen. In der Zukunft kann dieser Wert schließlich den Bruchteil eines Prozents erreichen.
Bahnspannungsschwankungen über 10% führen aller Wahrscheinlichkeit nach zu einem instabilen Band. In der Maschinenrichtung führt eine solche Instabilität zu Problemen bei der Verarbeitung. Häufige Probleme infolge einer ungenügenden Bahnspannungsregelung reichen von schlechter Lagegenauigkeit bei Druckverfahren bis zu Bahnfalten beim Laminieren. Das Ausmaß solcher Probleme hängt jedoch wesentlich vom Elastizitätsmodul des Materials ab. Pappe kann zum Beispiel größere Bahnspannungsschwankungen dulden als feines, leichtes Papier und/oder dünne Folien.
Bei den gebräuchlichsten Closed-Loop Bahnspannungsregelungssystemen wurden Tänzersysteme lange Zeit als völlig geeignet für bahngespeiste Maschinen angesehen, insbesondere bei Arbeiten von runden Rollen. Die Speicherfähigkeit mit Tänzersystemen war auch von Vorteil bei hohen Beschleunigungen oder Verzögerungen und Stopp/Start-Anwendungen. Systeme mit Kraftmessdosen haben jedoch spezielle Vorteile und gewinnen an Popularität. Am wichtigsten ist hier vielleicht, dass Kraftmessdosen praktisch an jede Spannwalze in der Maschine angebracht werden können und daher an den meisten Maschinen nachgerüstet werden können.
In Bezug auf die Regelung brachte die Einführung digitaler Regelungstechnologie immense Veränderungen innerhalb der Steuerungsindustrie. Heutige digitale Bahnspannungsregler ermöglichen das Programmieren verschiedener Parameter, die Verfolgung des Rollendurchmessers ohne externe Sensoren und die Speicherung der Eingabewerte, um nur einige zu nennen. Sie ermöglichen auch die Automatisierung von Aufgaben wie Kalibrierung und Abstimmung. Die Vorteile umfassen auch den Einsatz von Regelungsalgorithmen, um ein einheitliches Ansprechverhalten ungeachtet des Rollendurchmessers sicherzustellen. Dank ihrer Flexibilität, Leistung und Einstellmöglichkeiten werden digitale Bahnspannungsregelungen schnell zum Industriestandard.
Analoge Systeme werden noch von vielen Bedienern bevorzugt, insbesondere von denen, die lieber Einstellungen mit Potentiometern als mit Tastaturen durchführen. Mit der Zeit werden aber analoge Regler überholt sein. Neuere Systeme, die das Beste beider Welten anbieten, eine Kombination von analoger und digitaler Technologie, wurden kürzlich eingeführt. Diese Systeme bieten die von digitalen Systemen gegebene Flexibilität unter Beibehaltung der Einfachheit bei der Einstellung analoger Potentiometer.
Ferner gab es erhebliche Fortschritte bei der Technologie der Antriebe in den letzten Jahren. Bei der Regelung der Geschwindigkeit erreichen die besten Antriebe auf dem Markt 0,001%. Diese Möglichkeit bildet einen Eckpfeiler für die Entwicklung zukünftiger Regelungssysteme. Mit einer derart präzisen Geschwindigkeitsregelung können die neuen digitalen und AC-Vektor Antriebe die Toleranzen bei der Bahnspannungsregelung erheblich verbessern.
Insbesondere bei größeren Anwendungen werden infolge der stetig steigenden Energiekosten konventionelle Bremssysteme schließlich durch solche mit regenerativen Systemen mit Motoren ersetzt werden. Obgleich diese Änderungen nicht über Nacht erfolgen, werden Fortschritte in der Technologie der Antriebe und Elektromotoren zu sinkenden Preisen bei steigender Leistung führen. Die Bremsen erzeugen leider Abfallwärme, wohingegen regenerative Systeme beim Bremsen Strom erzeugen. Es wird hier nicht nur zu Energieeinsparungen kommen, sondern das Betriebsverhalten wird sich weiter verbessern. Regenerative Systeme können Rollen antreiben und dies ist beim Starten zur Überwindung der Trägheitskräfte beim Abrollen von Nutzen.
Internationale Qualitätsanforderungen sind nachweislich ein einflussreicher Faktor bei der Entwicklung der Bahnspannungssysteme. Elektrische Geräte werden entsprechend der CE-Kriterien mit strengen Testverfahren auf die Einhaltung der Europäischen Niederspannungsrichtlinie geprüft. Solche Tests umfassen die EMI (elektromagnetische Interferenz), die RFI (Radiofrequenzinterferenz) und die ESD (elektrostatische Entladung).
Produkte mit der CE-Kennzeichnung bieten den Kunden bessere Leistung und garantieren eine bessere Kompatibilität mit anderen elektrischen Vorrichtungen, wie Antriebe.
Die Festlegung einer geeigneten Bahnspannungsregelung für Ihre Anwendung ist kein ‚cut-and-try‘ Prozess. Jede Bahnspannungsregelung hat stets ihre Vorteile und Grenzen. Die Auswahl einer Bahnspannungsregelung ist ein schrittweiser Prozess, der mit der Beurteilung der Anwendung, für den die Regelung vorgesehen ist, beginnt.
Bei der Nachrüstung vorhandener Maschinen darf ein wesentlicher Punkt nicht außer Acht gelassen werden: der Bediener der Maschine. Durch eine Beteiligung des Bedieners während des Entscheidungsprozesses stellen Sie praktisch den Erfolg der Regelung sicher.
Mit der Kombination der Vorteile des Tänzersystems und des Kraftmessdosensystems bieten die Montalvo DTI Tänzerregler mit Bahnspannungsanzeige die ‚Speicher’-Vorteile eines Tänzersystems und die Spannungsanzeige/Einstellmöglichkeit von Kraftmessdosen. Eine Vielzahl von Eingabe- und Ausgabewerten ermöglichen die Verbindung des Reglers mit einem PLC. Zusätzliche Merkmale sind ein weicher Start, kein Nachlauf, E-Stopp, Kapazitätserweiterung und dank seiner Mikroprozessor-Frontseite komplett einstellbare Parameter.
Eine der wesentlichsten Betrachtungen bei jedem Bahnspannungssystems ist der Grad der Regelung oder der Toleranz der Bahnspannungsregelung. Leider ist dies in den meisten Fällen nicht bekannt, da keine Anzeige der Bahnspannung vorhanden ist. Es sollte daher aufgrund der Vorteile eine Bahnspannungsanzeige bei jeder Abrollstation vorgesehen werden. Eine Bahnspannungsanzeige sollte als ein Hilfsmittel betrachtet werden, das wesentliche statistische Echtzeit-Prozessinformationen liefert, die in verschiedener Weise eingesetzt werden können.
Es ist sehr schwierig, ohne Kenntnis der speziellen Anwendungsparameter zielgerichtete Empfehlungen für eine Bahnspannungsregelung zu geben. Als Daumenregel werden Tänzersysteme dort empfohlen, wo unrunde Rollen verarbeitet werden und Spannungsunterschiede normalerweise vorhanden sind. Systeme mit Kraftmessdosen sind dann zu empfehlen, wo die Bereiche keine Spannungsunterschiede aufweisen und wo eine Nachrüstung gegeben ist.
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