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03. Dezember 2009

ABB: Klimaschutz als Perspektive

Energieeffizienz und Klimaschutz sind weltweit das Kerngeschäft von ABB. Das stellte Peter Smits, Vorstandsvorsitzender der ABB AG und Leiter der Region Zentraleuropa, anlässlich des Pressetags im Forschungszentrum Ladenburg fest: „Bereits 2008 wurden 45 % des Umsatzes mit Produkten zur Steigerung der Energieeffizienz erzielt.“ Der weltweite Windenergie- und Photovoltaikmarkt wird nach Studien der Forschungsinstitute Make und Epia bis 2013 jährlich um 17 % bzw. 31 % steigen. ABB ist in beiden Bereichen gut aufgestellt und beteiligt sich beispielsweise am Projekt Desertec, bei dem Europa Solarenergie aus der Sahara beziehen soll und ist für die Gleichstromanbindung des Offshore-Windparks Borwin 1 an das deutsche Stromnetz verantwortlich. „Die Integration erneuerbarer Energien in das Stromnetz erfordert intelligente automatisierte Netze, sogenannte Smart Grids und innovative Produkte“, so P. Smits. Daran arbeiten die rund 110 Mitarbeiter im Forschungszentrum in Ladenburg – einem von weltweit sieben Forschungszentren des ABB-Konzerns.

Aktuell wurden mehrere Projekte fertiggestellt und auf dem Pressetag präsentiert. Dazu zählt auch das Lebenszyklus-Management von Leitsystemen. Technische und wirtschaftliche Rahmenbedingungen erfordern über die Lebenszeit von gut 15 Jahren eine stetige Anpassung und Aktualisierung eines Prozessleitsystems. Eine ganzheitliche Betrachtung muss insbesondere das Konfigura­tions-Management und die entstehenden Kosten als zentrale Bestandteile berücksichtigen. Mit seinen intelligenten Verfahren, wie die Computervirtualisierung, und Software-Techniken zur Realisierung von innovativen Lebenszykluskonzepten sorgt ABB für einen langlebigen, stabilen und kosteneffizienten Einsatz. Der Ansatz der Lebenszykluskostenberechnung basiert auf e­inem Modell aus der dynamischen Investitions­rechnung. Unsicherheiten, wie System­ausfälle, werden durch ein stochastisches Verfahren mit einer „Monte-Carlo-Simulation“ berücksichtigt. Die Berechnung liefert die Gesamtkosten einer bestimmten Investitionsentscheidung, kann aber auch durch genetische Algorithmen die Investitionen der nächsten 15 oder mehr Jahre optimieren.

Außerdem wurde ein 10-kV-IGCT (Integrated Gate Commutated Thyristor) vorgestellt, der im Jahr 2011 auf den Markt kommen soll. Verschiedene Hersteller setzen IGCT-Halbleiterelemente in Mittelspannungs-Frequenzumrichtern ein. Bei den Bauteilen ist das Verhältnis von der sogenannten aktiven ­Fläche, durch die der Strom fließt, zur Fläche des Randabschlusses, die das elekt­rische Feld des Halbleiters absteuert, sehr groß; die eingesetzte Siliziumfläche wird somit maximal genutzt. Heutzutage sind IGCT von ABB mit einer Spannungsfestigkeit und einer nominalen Stromschaltfähigkeit von 4.500 V und einigen hundert Ampere bis 6.500 V und 400 A erhältlich. Bei dem neuen, gegen kosmische Höhenstrahlung widerstandsfähigen Halbleiter konnte die Blockierspannung auf 10.000 V erhöht werden. Das einzelne Bauteil schaltet elektrische Ströme größer 2.000 A sicher ab. Zusammen mit der Technologieentwicklung der Hochspannungsfreilaufdiode mit ihrem „sanften“ Schaltverhalten, werden zukünftige Frequenzumrichter und Mittelspannungsantriebe von diesem Siliziumbauteil profitieren können.

Um Kunden aus dem Maschinen- und Anlagenbau gleichermaßen abgestimmte Automatisierungslösungen anbieten zu können, hat ABB seine Kompetenzen in der Antriebs, Steuerungs- und Robotertechnik gebündelt. Dabei unterstützen die Wissenschaftler des Forschungszentrums die Entwicklungsteams in den Geschäftsbereichen mit innovativen Konzepten und Versuchsaufbauten. Ein Beispiel hierfür ist die Entwicklung einer flexiblen SPS-basierten „Motion-Control-Lösung“. Im Maschinenbau kommen derartige Systeme häufig bei Bewegungsabläufen zum Einsatz, in denen beispielweise zwei bis drei Motoren synchronisierte Bewegungen ausführen müs­sen. Im Anlagenbau wird dagegen häufig eine größere Anzahl an Antrieben von einer SPS koordiniert, aber nicht synchronisiert. Um mit den unterschiedlichen SPS-Typen der skalierbaren AC500-Serie einheitlich ABB-Umrichter ansteuern zu können, wurde im Unternehmen eine Bibliothek von Funktionsblöcken entwickelt, die alle Funktionen zur Entwicklung von „Motion-Control-Lösungen“ entsprechend dem „PLCopen-Standard“ enthält. Dabei ist sie vollständig in IEC 61131-3 implementiert. Eine Verpackungsanlage demonstriert am ABB-Forschungszentrum die Fähigkeiten dieser neuen Bibliothek anhand des Zusammenspiels von ACSM1 Servo-Umrichtern mit 9C-Servomotoren und der AC500-SPS.

Ein weiteres Beispiel für neue Konzepte in der Fabrikautomation ist die realitätsgetreue, virtuelle Inbetriebnahme von Maschinen und Anlagen. Dafür wurden in Robotstudio mechatronische Komponenten, wie Förderbänder, Rolltore, Sensoren oder Greifer, integriert, die es ermöglichen, Komponenten mit eigener Steuerung und Sensorik einfach in die virtuelle Umgebung zu integrieren. Mithilfe von OPC-Schnittstellen können dann reale oder virtuelle SPS- und Robotersteuerungen diese mechatronischen Komponenten ansteuern und somit den gesamten Fertigungsablauf simulieren. Da bei ABB in den virtuellen Steuerungen dieselbe Software läuft wie in den realen Geräten, lassen sich die Ergebnisse der virtuellen Inbetriebnahme ohne Veränderungen direkt auf die reale Anlage übertragen. Details, wie synchronisierte Multimove-Bewegungen mehrerer Roboter, sind dabei genauso wie Triggerpunkte für das präzise Schalten von IO-Signalen entlang der Roboterbahn ohne zusätzlichen Aufwand test- und übertragbar.

Weitere Informationen unter www.abb.de.

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