Windkraftanlagen haben zwar gigantische Ausmaße, sind aber prinzipiell seriengefertigte Massenprodukte. Schwieriger und zeitraubender gestaltet sich regelmäßig die Logistik mehrerer Meter großer Anlagenteile, z. B. in den Fernen Osten. Warum also nicht gleich die gesamte Fertigung dorthin verlegen und lokale Wertschöpfung mit deutschem Know-how verbinden? Mit der Erstellung eines Fertigungsleitsystems hat SPANGLER in Kooperation mit seinem Kunden Max Bögl Wind AG für das mobile Werk des Kunden den Kontakt zum Mutterwerk in Deutschland sichergestellt.

Kommunikation über OPC UA

Bis aus dem angelieferten Stahl und Sand fertige Betonhalbschalen für die Türme von Windkraftanlagen werden, ist einiges an Arbeit zu erledigen. Dabei wird jeder Vorgang mit allen für den Prozess wichtigen Daten dokumentiert, um eine gleichbleibende Qualität zu erzielen. Das Leitsystem kommuniziert mit allen Maschinen über sieben verschiedene Protokolle, unter anderem OPC UA. Nach dem Engineering der Max Bögl Wind AG wurde das Leitsystem von SPANGLER auf dem Kundenserver installiert und in Betrieb genommen. Alle weltweit gesammelten Daten können nun per Fernzugriff aus der Zentrale angesehen und ausgewertet werden.

Versand in  257 Seecontainern

Damit die Fertigung versendet werden konnte, wurden Hallen und Maschinen zerlegt und auf 257 Container verteilt. Dabei mussten über 250 Kabel von SPANGLER erfasst und verwaltet werden, damit beim Wiederaufbau des mobilen Fertigteilwerkes unnötige Zeitverluste minimiert werden.

Kabelverlegung mit Tablet

Um den Monteuren bei der Kabelverlegung sprachunabhängig die passende Hilfestellung geben zu können, wurde nach Wunsch und Vorgabe von Max Bögl ein kundenspezifisches Scansystem von SPANGLER entwickelt. Der Monteur kann somit jedes Kabel über einen Kabel-Barcode abscannen und erhält am zugehörigen Tablet grafisch aufgezeigt, wo das Kabel zum einen an der Quelle und am Ziel angeschlossen werden muss und zum anderen, über welche Kabelwege er das Kabel verlegen muss. Zusätzlich wird ihm auch visuell am Tablet der genaue Anschluss am jeweiligen Bauteil mit Zusatzinformationen, wie z. B. dem Drehmoment, aufgezeigt. Bei diesem Scansystem wurde ebenfalls eine Rechte- und Revisionsverwaltung integriert. Somit sind jegliche Informationen zum Status des Kabels in Bezug auf Verlegung und Anschluss jederzeit abrufbar.

Das Scansystem wurde von Max Bögl zudem auch speziell für die logistische Abwicklung weiterentwickelt. Die Monteure können so Informationen zur Lage des Containers, sowie zum jeweiligen Container-Inhalt abrufen. Man kann genau nachvollziehen, welche Kabel sich wo befinden, von welchem Monteur sie bereits verlegt und wo sie angeschlossen worden sind.

Bildquellen: Max Bögl Wind AG

Smart living – der Trend der reaktiven und vernetzten Gebäudeausstattung für Privathaushalte wird mehr und mehr auch für industrielle Lösungen interessant. Intelligente Thermostate, die im Urlaub die Temperatur nach unten regeln, sind längst genauso Realität wie automatisch schließende Fenstermarkisen. Für diese Zwecke werden im Heimanwenderbereich verschiedenste Softwarelösungen und Techniken angeboten. SPANGLER hat für die Koller Gruppe, einem Zulieferer aus der Automobilbranche, ein System installiert, das die Vorteile von Maschinen- und Gebäudeleittechnik zusammenführt.

Technische Gebäudeinstallation (TGA)

Die technische Gebäudeinstallation beschäftigt sich mit Schaltern, Sensoren, Aktoren, Licht, Rollos, Heizung oder Kälte. SPANGLER hatte für seinen Kunden zusätzlich den Anspruch Teile der Maschinentechnik zu erfassen, um Energieströme zu überwachen und zu verwalten. Grundlage der Lösung bildet ein angepasstes Leitsystem des Herstellers FlowChief. SPANGLER hat Koordinierungsgespräche mit allen Firmen übernommen, um alle Gewerke erfolgreich in die Software zu integrieren.

Leitsystem und Energiemanagement

Mithilfe des Rechtesystems kann vom Administrator festgelegt werden, welche Mitarbeiter welche Parameter verändern dürfen. Über das Alarm- und Warnmeldesystem werden alle Meldungen archiviert. Als zusätzliche Instanz wurde auch ein Energiemanagementsystem des Typs eGem implementiert.

Der Schwerpunkt des Leitsystems liegt in der Steuerung und Überwachung aller prozessrelevanten Daten sowie im Messen, Auswerten und Archivieren dieser in einer Datenbank. Das Energiemanagementsystem dient zur weiteren Analyse der angefallenen Leistungsdaten und zu deren Darstellung. So kann zum Beispiel der komplette Energiebedarf (Strom, Wasser, Wärme, Druck, etc.) von einer Maschine oder einem Prozess visualisiert werden. Damit kann der Betreiber jetzt schon die strengen Dokumentationsvorgaben zum Energieverbrauch in der Automobilbranche einhalten.

In die Zukunft investiert

Für die Koller Gruppe rechnet sich die Anschaffung der SPANGLER-Lösung, da sie neben kostengünstiger Industriehardware auch die Vorgaben des gesetzlich vorgegebenen Energiemanagements erfüllt. Dadurch können bereits Kosten für energieintensive Maschinen gesenkt werden, während auch die Grundsteine für spätere Zertifizierungen gelegt sind.

Für die HUBER Technology España S.L.U.wurde für eine Abwasserreinigungsanlage nahe der spanischen Großstadt Sevilla die Steuerung für dreizehn Umlaufrechen und zwei Förderbänder erneuert. SPANGLER ist stets offen für Wünsche der Kunden und kann sich aus umfangreichen Erfahrungen von umgesetzten Projekten bedienen. Ohne größere Herausforderungen wurde deshalb eine Allen-Bradley-Steuerung von Rockwell realisiert, um die Steuerungstechnik zukunftssicher und modern zu gestalten. SPANGLER hat bereits die komplette Allen-Bradley-Palette ausgeführt, von der MicroLogix bis hin zur redundanten ControlLogix. In diesem Fall fiel die Wahl auf die Mitte, die CompactLogix.

Kundenspezifische Lösungen

Jede Anlage wird speziell auf das zugedachte Anwendungsfeld hin konzipiert, programmiert und gefertigt. Dennoch kann bei Anlagen, die nur in Details abgeändert sind, auf einen Standardpool aus Programm- und Funktionsbausteinen zurückgegriffen werden. SPANGLER kann auch jedes technisch machbare Bauteil integrieren. Die Gründe für diese Kundenwünsche sind verschiedenster Art, wie Zertifizierungs- und Zulassungsgründe, persönlicher Präferenzen, der Versorgung mit Ersatzteilen in einem Land oder der Integration in bestehende Systeme.

Freie Gestaltung in jedem Bauteil

Im Fall der Anlage in Spanien wurde die SPS mit einer CompactLogix und dem PanelView Plus 7 HMI von Allen Bradley ausgeführt. Die SPANGLER-Lösung wurde in ein bereits vorhandenes Leitsystem integriert, das zwar die manuelle Steuerung der Antriebe für Testzwecke erlaubt, jedoch nicht befähigt ist, den Automatikablauf der Anlage vom Leitsystem aus zu steuern. Damit kann SPANGLER die Stärken eines Leitsystems, wie Datenarchivierung, Störungsverarbeitung und Fernwartung nutzen, ohne gleichzeitig die Fähigkeiten einer neuen Anlage zu vernachlässigen oder einen kompletten Umbau der Leitsystemarchitektur umzusetzten.

PM-Antriebe stehen für Motoren, deren Rotor mit Permanentmagneten ausgestattet ist. Aufgrund ihrer Bauart versprechen sie Anwendern einen höheren Wirkungsgrad als die konventionellen Asynchronmotoren. Die kleinen Kraftmaschinen sind aber nicht ohne Schattenseiten. Permanentmagnetmotoren können nicht einmal probeweise direkt am Netz betrieben werden, sondern nur mit Frequenzumrichtern. SPANGLER Automation hat für die HUBER SE einen ortsveränderlichen Teststand entwickelt, um Maschinen in der Fertigungshalle und auf Baustellen mit unterschiedlichen Drehzahlen testen zu können. An diesen Maschinen sind sowohl Asynchron- als auch Permanentmagnetmotoren verbaut.

Personenschutz geht vor

Damit der Teststand an verschiedene Motoren und Maschinen angeschlossen werden kann, wurden die Zuleitung und die Motoren steckbar gestaltet. Dies erhöht die Flexibilität der Anlage, stellte jedoch auch besondere Anforderungen an den Personenschutz. So darf eine elektrische Ausrüstung mit Frequenzumrichter nicht ohne weiteres an eine Steckdose, überwacht mit einem Fehlerstromschutzschalter (RCD) des Typs A, angesteckt werden. Diese RCDs des Typs A sind nur zum Erkennen von Fehlern mit Wechselspannung ausgelegt. Kommt es zum Gleichstrom-Fehlerfall, könnte dieser RCD den Fehler entweder nicht erkennen und Personen verletzt werden, beziehungsweise könnte der RCD für immer beschädigt werden, was in späteren Situationen zu Personenschäden führen könnte.

Begrenzung Gleichfehlerstrom 6mA

Die RCDs des Typs A sind noch in vielen Produktionsstätten verbreitet. SPANGLER hat eine Lösung gefunden, den Personenschutz für steckbare Ausrüstungen von 30mA zu gewährleisten und zudem den Gleichstrom-Fehleranteil unter 6mA zu begrenzen. Mit einem speziellen Fehlerstromschutzschalter Typ B MI für mobile Einheiten darf die Anlage einem Typ A nachgeschaltet werden. Die Auslöseschwelle von 6mADC verhindert ein gefährliches Vormagnetisieren des vorgeschalteten Fehlerstromschutzschalters des Typs A infolge eines glatten Gleichfehlerstromes.

Nachweis der Wirksamkeit im Prüflabor

Durch Einbau eines ableitstromarmen Filters vor dem Frequenzumrichter konnten auch die Grenzwerte für Störaussendungen bei drehzahlveränderbaren Antrieben (150kHz – 30MHz) Klasse C1 eingehalten und nachgewiesen werden. Zudem wurde mit dem Einbau des Filters eine weitere Forderung (Ableitstrom <3,5mA) für mobile Anlagen erfüllt. Die Wirksamkeit aller dieser Maßnahmen wurde durch eine EMV-Prüfung im Prüflabor bei der Firma EPA GmbH nachgewiesen.