Moderne Antriebs- und Getriebetechnik kann in Verteilzentren von KEP-Dienstleistern eine schnelle, zuverlässige und wirtschaftliche Paketbeförderung gewährleisten. So lässt sich beispielsweise mit LogiDrive -Antrieben des Hamburger Getriebespezialisten Nord Getriebebau deren Effizienz steigern. Die Umrüstung bestehender Anlagen mit dieser Technologie kann daher deren TCO senken und den CO2-Fußabdruck verkleinern.
Der Online-Handel boomt und beschert der Paketbranche regelmäßig neue Bestmarken. Um der steigenden Paketflut Herr zu werden, müssen Versanddienstleister ihre Kapazitäten erhöhen und gleichzeitig die Prozesse effizienter gestalten. Eine Schlüsselfunktion nehmen dabei die Paketverteilzentren ein, die die gewaltigen Sendungsmengen in Rekordzeit sortieren und vollautomatisch zur Weiterleitung an regionale Zustellpunkte vorbereiten. Besonderes Augenmerk sollte daher hier der Antriebstechnik gelten. Sie sorgt nicht nur für einen reibungslosen Betrieb, sondern bietet auch ein enormes Potenzial hinsichtlich Energieeffizienz, Effizienzsteigerung und Kostensenkung.
Überdimensionierte Anlagen sind Energiefresser
Ein großer Anteil der Energiekosten in Paketverteilzentren entfällt nämlich auf die Antriebstechnik. Der Energieverbrauch bietet daher den größten Hebel zur Reduzierung der Total Cost of Ownership (TCO).Mit modernisierten Frachtzentren können Paketdienstleister die zunehmende Zahl an Sendungen besser bewältigen. Im Anwendungsbeispiel werden rund 35.000 Pakete pro Stunde umgeschlagen, in der Stoßzeit zur Weihnachtszeit oder an speziellen Aktionstagen wie dem Black Friday ist es in der Regel ein Vielfaches mehr. Auf zwei Ebenen verteilen sich Laderampen für ein- und ausgehende Pakete sowie steigende, fallende und horizontale Förderbänder, Taktbänder und Kurven. Insgesamt erstreckt sich die Förderstrecke über mehr als 4 km. Die Bandgeschwindigkeit beträgt circa 2,5 m/s und die Beschleunigung liegt bei durchschnittlich 3 m/s2, kann aber bei Bedarf auf bis zu 5 m/s2 erhöht werden. Wichtig sind vor allem drei Punkte: eine hohe Betriebssicherheit mit minimalen Stillstandzeiten, niedrige Gesamtbetriebskosten (TCO) sowie ein geringer Wartungsaufwand. Die Anlage sollte daher mit energiesparender, zuverlässiger und servicefreundlicher Antriebstechnik ausgestattet werden.
Kostentreiber aufdecken und Effizienzpotenziale heben
Existiert eine bestehende Anlage können die tatsächlichen Belastungen in bestimmten Positionen gemessen und in Relation zur installierten Leistung gesetzt werden. So kommen Kostentreiber schnell ans Licht. Eine besondere Rolle spielen dabei die Themen Energieeffizienz und Variantenreduzierung. Werden die Antriebe für jede einzelne Förderbandposition exakt ausgelegt, laufen sie zwar am optimalen Arbeitspunkt, allerdings erhält man aufgrund unterschiedlichster Anforderungen hinsichtlich Geschwindigkeit, Drehzahl, Leistung und Moment bei einer Anlage mit 700 Motoren theoretisch bis zu 700 Antriebsvarianten. Die Folge: hohe Kosten in den Bereichen Administration, Service, Engineering und Ersatzteilbevorratung. Reduziert man die Zahl der Varianten dagegen auf eins und setzt für alle Positionen nur eine einzige Getriebe-Motor-Kombination ein, führt das zu einer enormen Überdimensionierung, da alle erforderlichen Drehmomente und Drehzahlen mit nur einer Antriebsvariante erzielt werden müssen. Weder das eine noch das andere ist wirtschaftlich. Die große Kunst besteht darin, Energieeffizienz und Variantenreduzierung in Einklang zu bringen. NORD DRIVESYSTEMS verfügt über das entsprechende Know-how sowie langjährige Erfahrung und kennt den Weg zum Optimum.
LogiDrive – Kompromiss aus Investitions-, Betriebs- und Wartungskosten
Im Paketverteilzentrum waren Motoren mit Leistungen von 4 kW installiert. Die tatsächliche Leistung liegt allerdings durchschnittlich bei lediglich 1,1 kW und unter Maximallast bei 1,9 kW. Letztere wird jedoch nur selten erreicht, sodass die Antriebe die meiste Zeit im Teillastbereich arbeiten – was insbesondere bei Asynchronmotoren zu einem hohen Energieverbrauch führt. Im Endeffekt beträgt die Auslastung der Motoren magere 28 Prozent – viel zu gering für einen wirtschaftlichen Betrieb. Werden stattdessen LogiDrive -Antriebe mit einer Motorleistung von 2,2 kW verwendet (also die nächstgrößere Leistungsstufe zur tatsächlichen Maximallast), lässt sich die Auslastung auf bis zu 50 Prozent steigern – und das mit kleineren Motoren und weniger Antriebsvarianten. Standardisierung, im Teillastbereich hocheffiziente IE4 und IE5+ Synchronmotorentechnologie sowie die Berücksichtigung der guten Überlastfähigkeit der Motoren machen den Unterschied. Das senkt den Energieverbrauch und reduziert den Serviceaufwand. Im Resultat bleiben die Gesamtbetriebskosten gering.
Jede Anlage ist anders. Wie hoch die Einspareffekte letztendlich ausfallen, hängt von vielen Faktoren ab. Dazu gehören unter anderem Parameter wie Durchsatz, Anlagengröße, Paketgröße, Temperatur und Geschwindigkeit. Wenn Sie wissen möchten, wie Sie Ihren HUB bezüglich Energieeffizienz und Variantenreduzierung optimieren können, stehen Ihnen die NORD-Experten gerne jederzeit mit Rat und Tat zur Seite.
IE4 und IE5+ Synchronmotoren senken Betriebskosten signifikant
Die LogiDrive -Systeme bestehen aus einem energieeffizienten Permanentmagnet-Synchronmotor, einem zweistufigen Kegelstirnradgetriebe sowie einem motornah installierten NORDAC LINK-Frequenzumrichter. Die dezentralen Antriebseinheiten sind hocheffizient, dank Plug-and-play-Technik extrem servicefreundlich und bewirken eine deutliche Reduzierung des Ersatzteilvorrats im laufenden Betrieb. Das gesamte LogiDrive -System ist modular aufgebaut, sodass alle Komponenten der Antriebstechnik individuell gewartet werden können. Das minimiert die Instandhaltungs- und Reparaturkosten. Alle Anschlüsse werden über einfache Steckverbindungen hergestellt, zusätzlich sorgen integrierte Wartungsschalter und Handbedienschalter für eine hohe Benutzerfreundlichkeit. Auch die Kabel werden von NORD mitgeliefert. Mögliche Fehlerquellen werden so ausgeschlossen und die Inbetriebnahme erleichtert.
Das gesamte LogiDrive -System ist modular aufgebaut, sodass alle Komponenten der Antriebstechnik individuell gewartet werden können.
LogiDrive – Hoher Wirkungsgrad durch PMSM-Technik
Dank PMSM-Technik (Permanentmagnet Synchron Motor-Technik) haben die Motoren einen hohen Wirkungsgrad über einen weiten Drehzahl- und Drehmomentbereich und bieten so auch in Teillast- und Teildrehzahlbereichen eine optimale Energieverbrauchsperformance – ein klarer Vorteil gegenüber herkömmlicher Asynchrontechnik. In Kombination mit der 300 prozentigen Überlastfähigkeit der IE4 und IE5+ Motoren kann so statt verschiedener Motorbaugrößen nur ein einziger Motortyp eingesetzt werden. Dieser wird dabei je nach Leistungsanforderung von seinem Umrichter mit unterschiedlichen Frequenzen betrieben.
Dezentrale Lösung. Die dezentralen, intelligenten Antriebslösungen sorgen für reibungslose Abläufe und garantieren einen schnellen und sicheren Versand der Pakete. Denn auch die Industrie-4.0-Fähigkeit der NORD-Antriebe trägt maßgeblich zur Betriebssicherheit des HUBs bei. Beim Condition Monitoring werden Antriebs- und Zustandsdaten durch den Frequenzumrichter erfasst und in der integrierten PLC verarbeitet, um die Betriebssicherheit und Effizienz von Maschinen und Anlagen zu optimieren. Aus dem Condition Monitoring können wichtige Informationen für Predictive Maintenance abgeleitet werden. Das Ziel ist dabei, die Maschinen und Anlagen proaktiv zu warten, Ausfallzeiten zu reduzieren und die Gesamtanlageneffektivität zu erhöhen. Trends zu Zustandsverschlechterungen (z.B. durch Verschleiß) oder auch akute Störungen können so schnell festgestellt werden und der Anwender kann umgehend entsprechende Gegenmaßnahmen ergreifen. Auch der Ausnutzungsgrad des Getriebeöls und damit der voraussichtliche Ölwechseltermin wird so zugänglich. Die NORD-Antriebe unterstützen zudem das vollautomatische Trackingsystem zur lückenlosen Nachverfolgung der Pakete. Sie ermöglichen eine präzise Regelung der Fördergeschwindigkeiten sowie deren Synchronisierung und geben dank integrierter Geber eine Rückmeldung über die aktuelle Paketposition. Auf zusätzliche Geber direkt auf dem Förderband kann so verzichtet werden. Die Kommunikation erfolgt über PROFINET. Für zusätzliche Sicherheit – SLS (Safety Limited Speed) und STO (Safe Torque Off) – sorgt die PROFIsafe-Busschnittstelle. Der Verzicht auf die klassische hartverdrahtete Sicherheitstechnik spart Verkabelungsaufwand und reduziert somit die Kosten. Weiterhin macht die Vernetzung via PROFIsafe umfassende sicherheitsgerichtete Maschinendaten zugänglich und global verfügbar.
App mit Bluetooth Stick zur Steuerung von Antrieben
Zur Kontrolle und Optimierung der Förderantriebe wird der neue Bluetooth-Stick NORDAC ACCESS BT mit der NORDCON APP genutzt. Der Bluetooth-Stick wird direkt am Frequenzumrichter eingesetzt, Antriebsüberwachung und Fehlerdiagnose erfolgen mobil via Smartphone oder Tablet. Dabei erleichtern praktische Features wie die Dashboard-basierte Visualisierung, der Parameter-Schnellzugriff, eine Hilfefunktion, eine individuell konfigurierbare Oszilloskop-Funktion sowie eine Backup- und Recovery-Funktion die Servicearbeiten. Für den Parameter-Transfer zwischen einzelnen Frequenzumrichtern kann der Stick auch ohne die App verwendet werden.
Das Ergebnis: TCO-optimierte Anlage
Der Kunde erhält eine TCO-optimierte Anlage mit einem Höchstmaß an Effizienz und Zuverlässigkeit. Als Systemanbieter liefert NORD komplette Antriebspakete inkl. Stecker und Kabel. De- und Montage sind damit rasch erledigt. Durch den Einsatz der LogiDrive -Antriebe sowie den Umstieg von Asynchronmotoren auf IE4 und IE5+ Synchronmotoren kann der Energieverbrauch im Paketverteilzentrum erheblich gesenkt sowie die Zahl der Antriebsvarianten auf ein Minimum reduziert werden. Der Anlagenbetreiber freut sich über niedrigere Stromkosten, weniger Verwaltungsaufwand sowie schlankere Herstellungs-, Logistik-, Lager- und Serviceprozesse. Die passgenaue Antriebsauslegung macht sich zudem positiv bei den Investitionskosten bemerkbar. Entsprechend begeistert fällt das Fazit aus: Ein intelligentes Antriebskonzept mit höherer Effizienz sowie geringerem Service- und Wartungsaufwand bei reduzierten Gesamtbetriebskosten – das gibt es nur bei NORD. Haben Sie Fragen oder möchten Sie mehr über das Potenzial Ihres Verteilzentrums erfahren? Das NORD-Team freut sich auf jede Anfrage und macht auch Ihre Anlage zum Effizienzmeister.
