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Modernisierung von Klima- und Absauganlagen

mittels moderner Steuerungs- und Regelungstechnik

Zielsetzung:

Eine bereits bestehende Anlage zu modernisieren und mit neuester Steuerungs- und Regelungstechnik auszurüsten.

Ausgangslage:

Vorstellung der Firma: Die Weiss Umwelttechnik GmbH ist Hersteller von Umweltsimulationsgeräten und –anlagen und gehört zur international tätigen Schunk Group. Das Lieferprogramm der Weiss Umwelttechnik GmbH umfasst Prüfsysteme für Temperatur und Klimaprüfungen, Bewitterungs-, Temperaturschock-, Korrosions- und Langzeitprüfungen in allen Prüfraumgrößen. Großraum-Systeme und prozessintegrierte Anlagen für die Umweltsimulation, Stabilitätsprüfung und Emissionsprüfung werden nach Kundenspezifikation projektiert, produziert und installiert.

Rahmenbedingungen:

Die Produkte sollen zum einen in der Lage sein, mit Hilfe von moderner Mess-, Regelungs- und Steuerungstechnik die Ausbildungswerkstatt zu kühlen und zum anderen den Schweißraum der Werkstatt zu temperieren (kühlen/heizen). Zudem sollen der Schweißraum und die Ausbildungswerkstatt über eine Absauganlage verfügen, welche ebenfalls mit in den Steuerungsprozess der Anlage im Schweißraum integriert wird.

Das Steuern und das Erfassen von Messdaten der Klimaanlagen soll von einem Rechner aus bzw. direkt von der jeweiligen Klimaanlage aus geschehen. Messdaten wie Außentemperatur, Außenfeuchte, Raumtemperatur und Raumfeuchte können ebenfalls von einem Rechner sowie von der jeweiligen Anlage ausgelesen und angezeigt werden.

Aus dieser Zielbestimmung entstanden folgende Aufgaben:

  • Vertraut machen mit der firmeneigenen Steuerung Simpac L230 small System
  • Erstellen der Schaltpläne für die Anlage in der Ausbildungswerkstatt (Tele 90 C.2) und der Anlage im Schweißraum (Ultra Clean)
  • Erstellen einer Stückliste der benötigten Bauteile nach Schaltplan und Berechnung
  • Beschaffung der Bauteile nach Stückliste
  • Hardwareaufbau (Schaltschrank)
  • Software Erstellung (SPS)
  • Qualitätskontrolle / Inbetriebnahme

Bereitstellung benötigter Ressourcen: Seitens der Schule standen uns wöchentlich zwei Schulstunden zur Bearbeitung des Projekts zu Verfügung. Zur Projektbearbeitung in der Schule wurde den Studierenden der Zugang zu den benötigten wissenschaftlichen Räumen ermöglicht. Die praktische Umsetzung des Projekts in der Firma erfolgte überwiegend in den Semesterferien. Sämtliche Materialien und Softwaretools, die für das Projekt benötigt wurden, stellte die Firma uns zur Verfügung.

Projektbeschreibung:

Zu Beginn der Planungsphase wurde eine ausgiebige Bauteilrecherche durchgeführt, um sich einen Überblick über aktuelle Techniken und deren Funktionsweisen zu beschaffen. Nach Auswertung der Recherchearbeiten wurden die für die Anlage benötigten Bauteile berechnet und in einer Stückliste festgehalten. Als Steuerungskomponente wurde eine werkseigene Steuerung für die neuen Schaltschränke eingeplant. Um sich einen Überblick über die neue Steuerung Simpac L230 small System zu beschaffen, war eine Einarbeitung in die Steuerung und deren Eigenschaften unumgänglich. Nach der Einarbeitung in die werkseigene Steuerung wurde eine Adressliste mit allen benötigten Ein- und Ausgängen der Steuerung erstellt. Mittels der ausgewählten Bauteile, der detaillierten Funktionsbeschreibung und der Adressliste wurde ein anlagenspezifischer Schaltplan erstellt. Im letzten Teil der Planungsphase wurden schließlich sämtliche Leiterquerschnitte nach deren Anwendungsgebiet berechnet.

In der Durchführungsphase wurden zwei Schaltschränke aufgebaut und verdrahtet, die auch auf Funktion, Qualität und Sicherheit geprüft wurden. Es wurde darauf geachtet, dass die Verdrahtung so vorgenommen wurde, dass ein Austausch mit einer beliebigen Steuerung zu jeder Zeit möglich ist. Dazu wurden alle Ein- und Ausgänge der Steuerung über eine separate Klemmleiste geführt. Parallel dazu wurde zu den jeweiligen Anlagen die SPS-Software entwickelt. Nach Erstellen der Schaltschränke und der SPS-Software wurden diese jeweils in die Anlagen verbaut. Bevor die Anlagen an das Netz angeschlossen wurden, wurde eine BGVA3-Prüfung durchgeführt. In der Endphase wurden die Anlagen in Betrieb genommen. Dabei wurden alle Anlagenbauteile und Anlagenanforderungen auf ihre vollständige Funktion geprüft.

Ergebnisse:

Die Anlagen wurden im Rahmen unserer theoretischen und fachlichen Kenntnisse modernisiert und in Betrieb genommen. Unsere Philosophie und Motivation lag vor dem Projektbeginn darauf, alle Arbeiten möglichst selbständig, qualitätsbewusst und mit viel Eigeninitiative durchzuführen. Außerdem haben wir es uns zur Zielbestimmung gemacht, uns möglichen Problemen zu stellen, diese zu lösen, von ihnen zu lernen und schließlich auch an ihnen zu wachsen. Uns war wichtig, dass wir unseren fachlichen Horizont und unsere Kompetenzen mit Hilfe des Projekts erweitern können. Im Rückblick auf das Projekt ist zu sagen, dass wir trotz einiger Schwierigkeiten während des Projektablaufs einige wichtige Kompetenzen für die Zukunft erworben haben. Neben dem Zeitdruck und der enormen Auftragsfülle mussten wir uns in eine neue Steuerung und Softwareumgebung einarbeiten und schließlich deren Tücken erkennen und beheben. Doch letztlich ist zu sagen, dass wir uns all diesen Aufgaben mit Erfolg gestellt haben und das Produkt termingerecht übergeben konnten. Vor der Übergabe wurden die Anlagen einem strengen Qualitätstest unterzogen, um somit eine sichere Anlagenfunktion zu gewährleisten.

Jakob Schweizer, Johannes Schweizer und Marcel Wagner
Fachrichtung: Energietechnik und Prozessautomatisierung
Auftraggeber: Weiss Umwelttechnik GmbH
Betreuer: Herr Münster und Herr Böhnisch