Når du fremstiller strømforsyningssystemer, kan du ikke undgå at skulle teste funktioner og sikkerhed for at sikre, at de er egnede til brug. For at fremtidssikre dens test ydeevne, har strømforsyningsproducenten Gustav Klein udviklet en ny og innovativ testbænk. Med testbænkens modulære sikkerhedsløsning fra B&R, kan Gustav Klein nu administrere mange forskellige testbænks-konfigurationer i ét enkelt softwareprojekt.
“Hvert system vi producerer, skal igennem en gennemgribende test før levering,” forklarer Jörg Umbreit, Head of R&D hos Gustav Klein. “Som svar på en hurtigt voksende efterspørgsel og øgede krav til ydeevne, gik vi i 2019 fra en testkapacitet på fire til elleve stationer, og øgede testbænkens forbindelseskraft. Vi har også planlagt ekstra ressourcer til at håndtere den forventede vækst i de kommende år.” Den 500 kvadratmeter testcenter hos Gustav Klein har nu samlet set 13 teststationer til store apparater og yderligere stationer til små apparater.
Virksomheden har sammen med B&R arbejdet på at udvikle en sikkerhedsløsning som omfatter alle teststationer, ekstra reserver og strømfordelingsudstyr. Dette blev muligt ved hjælp af den særlige hardware og software, som er en del af B&R’s sikkerhedsløsning. Sikkerhedsfunktionerne til de specifikke teststationer, der anvendes i en given konfiguration, kan let vælges til eller fra via brugergrænsefladen (interface). Autoriserede medarbejdere kan vælge og godkende konfigurationen på HMI-skærmen. Maskinen kan konfigureres fuldstændigt, uden at skulle bruge et separat programmeringsværktøj til at tilpasse sikkerhedsapplikationen. Dette gør det exceptionelt let at modificere testbænken, udføre vedligehold eller tage en af reservestationerne i brug.
Et sikkerhedsprojekt til alle systemkonfigurationer
Nøglen til B&R’s tilgang er at du kun programmerer en enkelt sikkerhedsapplikation – en, der omfatter alt det udstyr og funktioner, der muligvis skal bruges i linjen. Derefter kan du arrangere enhver tænkelig kombination af maskinmodulerne. Denne tilgang reducerer både vedligeholdelsesomkostningerne væsentligt og mængden af tests, der skal udføres ved idriftsættelse af modulære anlæg og maskiner.
Gustav Klein anerkendte fordelene ved fremgangsmåden tidligt i forløbet og har i nogen tid draget fordel af sine indføringstestsystemer I-TS MI-TS, begge fuldautomatiske med B&R. ”Med SafeDESIGNER værktøjet integreret i B&R’s Automation Studio teknologimiljø, er vi i stand til at opretholde en enkelt softwareløsning, der dækker 90 procent af vores projekter uden ny programmering,” siger Umbreit.
Endnu mere imponerende er det, når man overvejer det store udvalg af konfigurationer, applikationer og miljøer, som I-TS og MI-TS test- og simuleringssystemerne skal bruge for at tilpasse sig. For eksempel kan de simulere opladnings- og afladningscyklusser under udvikling af elektriske køretøjer, eller test af strømforsyningskomponenter i produktionen af batterier og køretøjer.
Modularisering uden særlig know-how
”Erfaringerne akkumuleret gennem disse projekter, spillede bestemt en rolle i vores evne til at implementere sikkerhedsapplikationen til testbænken på blot få dage,” rapporterer Roland Bayr, Gustav Klein-softwareudvikleren, der skabte sikkerhedsløsningen til indføringstesteren og testbænken. "Our work was also accelerated by how easy it is to connect the safety and non-safety parts of the system, and by the fact B&R's safety solution allows you to create modular software without specialist training. “Vores arbejde blev også fremskyndet af, hvor let det er at forbinde systemets sikkerheds- og ikke-sikkerhedsdele, og fordi B&R’s sikkerhedsløsning giver dig mulighed for at oprette modulær software uden specialuddannelse. Modularisering er en indbygget funktion uden ekstra omkostninger eller indsats.” Det var ikke en ubetydelig factor for Gustav Klein. Da udvikling og konstruktion af testbænken ikke ville give nogen umiddelbar indtjening, skulle sikkerhedsapplikationen implementeres uden at afbryde den daglige forretning.
Omfattende sikkerhedsteknologi
Gustav Kleins testbænk-planlæggere valgte en række B&R X20-komponenter. Sikre digitale input, output og blandede moduler blev installeret i testbænken og forbindelsesenhederne. Som sikkerhedscontroller valgte de en X20SL8101-enhed fra X20-systemet. Controlleren er i stand til at administrere op til 280 sikre noder, samt alt det valgfri sikkerhedsudstyr og alle mulige testbænkkonfigurationer. De sikre moduler er forbundet til sikkerhedsstyringen via POWERLINK og et standardkabel. openSAFETY bruges til datakommunikation.
Hele testbænken i oversigt
For at give medarbejderne et hurtigt overblik over testbænkens sikkerhedsstatus og dens switches tilstand inkorporerede Gustav Klein en 24" Automation Panel 900 HMI-skærm i døren til kontrolkabinettet i det tekniske rum. Monteret på bagsiden af HMI’en er der en pladsbesparende Panel PC 2100, der kører HMI-applikationen, der giver personalet i testrummet de oplysninger, de har brug for. “Det store display viser alle tilstande for alle testbænkes centrale kontakter i en enkelt visning,” siger Bayr. “Det hjælper med at sikre, at ingen begivenheder overses, fordi operatøren er inden i en undermenu.” Kontakternes layout på skærmen matcher også testbænken, hvilket gør det endnu hurtigere at lokalisere et problem I en nødsituation.” I den nærmeste fremtid planlægger Gustav Klein at tilføje flere B&R-skærme i testrummet, så inspektører til enhver tid kan holde øje med det relevante indhold.
Fleksibel, fremtidssikker testbænk
Strømforsyningssystemets special testbænk er nu udstyret til at test UPS-enheder og invertere med en systemkapacitet på op til 1,5 MVA. Det er også muligt at udføre højspændingstest og køre simuleringssystemer med en nominel op til 1.000 VAC eller VDC, eller intelligent effektelektronik til højspændingsenergi-lagring med en systemkapacitet på op til 4 MW. Gennem elegant designet kraftelektronik, lykkedes det ingeniørerne at minimere strømforbruget og de deraf følgende termiske tab under testkørsler og den krævede strømforbindelse. Gustav Klein har skabt en af de mest teknologisk avancerede, fuldt udstyret testfacilitet af sin slags. Med fabrikshøjspændingstest sparer virksomheden nu sine kunder værdifuld tid under idriftsætning på stedet. Den modulære sikkerhedsløsning fra B&R gør det meget nemmere for anlægsbyggeren at tilpasse sikkerhedsteknologien til testrummets behov og reagere på dynamiske ændringer i markedets krav.
Jörg Umbreit
Head of R&D, Gustav Klein GmbH & Co. KG
“Med SafeDESIGNER værktøjet integreret i B&R’s Automation Studio-teknikmiljø er vi i stand til at bruge den samme sikkerhedssoftware i 90 procent af vores projekter uden ny programmering.”