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Mit Qualität prüfen

Bild 1. Das VDE Sicherheitslabel signalisiert Kunden die Einhaltung wesentlicher Schutzanforderungen und dient daher häufig als Entscheidungshilfe beim Produktkauf

Bild 2. Die Steuerung Multicontrol versah über 20 Jahre zuverlässig und störungsfrei ihren Dienst

Bild 3. Neben dem System 2003 und dem System 2005 sorgt heute auch das X20-System für Beständigkeit der verschiedenen Prüfstände

Das Prüf- und Zertifizierungsinstitut des VDE testet jährlich rund 100 000 elektrotechnische Geräte, Komponenten und Systeme im Auftrag ihrer Hersteller auf Herz und Nieren. Bis heute erhielten mehr als 200 000 Produkte unterschiedlichen Bautyps das VDE-Zeichen, welches nicht nur in Fachkreisen als Synonym für die Einhaltung höchster Sicherheits- und damit Qualitätsstandards gilt. Kein Wunder also, dass der VDE auch beim Bau seiner Prüfmittel hohe Maßstäbe anlegt und auf Zuverlässigkeit, lange Lieferbarkeit sowie Flexibilität achtet.

Etwa 70% der deutschen Verbraucher kennen das VDE-Zeichen, so das Ergebnis einer 2006 durchgeführten Umfrage. Rund zwei Drittel der Befragten lassen das Sicherheitslabel des VDE sogar in ihre Kaufentscheidung einfließen. Und das nicht ohne Grund, schließlich bestätigt das Siegel die Einhaltung der VDE-Bestimmungen bzw. europäischen oder international harmonisierten Normen und damit die Konformität des Produkts mit den maßgeblichen Schutzanforderungen. So beurteilen die VDE-Prüfer die elektrischen, mechanischen, thermischen, toxischen, radiologischen und sonstige Gefahren, die vom Produkt ausgehen könnten. Doch damit nicht genug: Das Prüfinstitut verfügt daneben auch über umfangreiche Einrichtungen zur Bewertung der elektromagnetischen Verträglichkeit und weiterer Produkteigenschaften inkl. der Gebrauchstauglichkeit von elektrotechnischen Geräten.

Das Spektrum der untersuchten Gegenstände könnte kaum größer sein: Es reicht von einfachen Kippschaltern über Computer, Waschmaschinen (Bild 1), Bohrmaschinen, Hobelmaschinen und Rasenmäher bis hin zu Beleuchtungsanlagen von ICE. Entsprechend umfangreich und vielfältig sind die Prüfungen und die Prüfeinrichtungen, die in dem Institut in Offenbach durchgeführt werden müssen.

Einfach anpassbare Prüfstände
„Obwohl die Aufgabenstellungen sehr unterschiedlich sein können, bleibt der Großteil der von uns für die verschiedenen Tests genutzten Aufbauten in seinem Kern jahrelang, wenn nicht gar jahrzehntelang, weitgehend unverändert in Betrieb“, erläutert Sven Grünberg der bei dem VDE Prüf- und Zertifizierungsinstitut die prüftechnischen Einrichtungen plant, kalkuliert, programmiert und in Betrieb nimmt. „Ein Grund dafür ist, dass wir den Kosten- und Zeitaufwand für Prüfungen auf einem akzeptablen Niveau halten wollen.“ Verändert sich die Prüfaufgabe, weil ein neuer Prüflingstyp oder eine neue Norm andere Anforderungen an die Prüfeinrichtung stellt, ist man beim VDE bestrebt, der geänderten Situation über eine Anpassung der Steuerungssoftware sowie der Prüflingsfixierung gerecht zu werden, und nicht über teure Um- oder Neubauten.
Verständlich also, dass S. Grünberg bei der Wahl der Komponenten und insbesondere der Steuerungen großen Wert auf Zuverlässigkeit, lange Lieferbarkeit und Flexibilität legt. So kann er seine Prüfanlagen so gestalten, dass sie mit minimalem Modifikationsaufwand langfristig ein möglichst großes Prüfaufgabenspektrum abdecken können.

Produkt- und Servicequalität ist gefragt
„Dabei hat die Praxis gezeigt, dass Steuerung nicht gleich Steuerung und Anbieter nicht gleich Anbieter ist. Wir bezogen unsere Steuerungstechnik im Laufe der letzten Jahrzehnte von den unterschiedlichsten Lieferanten“, fasst S. Grünberg seine Erfahrungen zusammen. „Mit dem guten Service und der hohen Produktqualität haben wir mit B&R gute Erfahrungen gemacht. So hatten wir bis dato keinen nennenswerten Ausfall der B&R-Technik zu verzeichnen, selbst wenn sie unter härtesten Bedingungen arbeiten muss. So ist die Steuerung Multicontrol (Bild 2), die seit den 80er Jahren in einem Prüfaufbau in unklimatisierten Schaltschränken zum Einsatz kam, während der 20 Jahre Lebenszeit der Anlage kein einziges Mal ausgefallen.“

Trotz der einwandfrei funktionierenden Steuerung musste die Anlage zuletzt demontiert werden, weil viele der verwendeten Schütze so starke Verschleißerscheinungen aufwiesen, dass ein Tausch notwendig wurde. Dieser erwies sich letztlich aber als unwirtschaftlich, wodurch sich die Verantwortlichen für einen Abriss entschieden. „Die Steuerungen funktionieren aber noch heute, ebenso wie die zugehörigen Programmiergeräte“, versichert S. Grünberg. „Und wären wider Erwarten doch einmal Probleme mit den Steuerungen aufgetreten, hätte das nicht das Aus für den Testaufbau bedeutet, da die Nachbestellung von Ersatzteilen bei B&R auch nach vielen Jahren kein Problem ist.“ Deshalb entschied sich der VDE dafür, weiterhin Steuerungen bei dem Automatisierungsspezialisten aus Eggelsberg zu beziehen.

Schnelle Programmierung und Fehlersuche
Neben der Robustheit und der langfristigen Verfügbarkeit war dafür ausschlaggebend, dass die B&R-Lösung die Einbindung von ANSI-C-Code in das Steuerungsprojekt unterstützte. „Die Programmierung mit ANSI C ist wesentlich effektiver, als die mit anderen üblichen Programmiersprachen“, argumentiert S. Grünberg. „Im Vergleich zu einer AWL-Programmierung nach IEC 61131-3 bin ich doppelt so schnell. Das liegt zum einen daran, dass bei ANSI C Bibliotheken gebildet werden können. Zum anderen erlaubt es die Offenheit der Engineering Umgebung von B&R verbreitete Standardwerkzeuge, wie die Programmier- und Debug-Umgebungen GNU Compiler Collection GCC und Data Display Debugger, zu nutzen, um Softwaremodule effektiv zu erstellen und zu testen.“ Diese geprüften Module, lassen sich dann bequem in das Steuerungsprojekt einbinden.

S. Grünberg hat auf diese Weise eine ganze Bibliothek an Basissteuerungsfunktionen für die VDE-Prüfstände entwickelt, die er bei einer Änderung der Normen oder der Prüfaufgabe mit geringem Aufwand modifizieren bzw. schnell neu zusammenstellen kann. „Dann muss ich das Projekt nur auf die passende Hardwareplattform aufspielen und kann so innerhalb weniger Stunden einen neuen Prüfablauf realisieren“, fasst der Experte vom VDE zusammen.
Er setzt neben den Steuerungen aus den Produktlinien System 2003 und System 2005 sowie den Modulen aus dem X20-System (Bild 3) wegen der integrierten Visualisierung auch gerne Geräte der Power-Panel-Serie ein.

Investitionssicherheit durch langfristige Lieferfähigkeit
Die Skalierbarkeit ermöglicht es dem Institut, Prüfstände mit der richtig dimensionierten und damit wirtschaftlichen Steuerung auszustatten und gegebenenfalls auch im Nachhinein an neue Anforderungen anzupassen. Dies ist insoweit von besonderer Bedeutung, weil oft mehrere Prüfstände für die gleiche Prüfaufgabe benötigt, aber nicht alle zum gleichen Zeitpunkt gebaut werden.
„Wenn aktuelle Änderungen dazu führen, dass wir den Prüfstandtyp erweitern bzw. verändern müssen, ist es essentiell, die bereits realisierten Prüfstände gleichen Typs auf denselben Stand zu bringen. Auf Grund der Modularität der Produkte und der zuverlässigen und langfristig orientierten Produktpolitik ist dies bei B&R auch über die lange Lebensdauer unserer Prüfstände hinweg sichergestellt.“

Zusätzliche Flexibilität bei der Anpassung der Testeinrichtungen an neue Prüfanforderungen verschafft sich der VDE seit Kurzem durch den Einsatz von Servomotoren und Servoverstärkern der Acopos-Serie. Sie ersetzen die bis dato ausschließlich verwendeten konventionellen Motor-Getriebe-Kombinationen. Dabei rechnet sich der in der Anschaffung teurere Servomotor recht schnell, weiß S. Grünberg zu berichten: „Wir konnten so die Prüflingsvorschubgeschwindigkeit eines ursprünglich für den Gebrauchstest von Rasenmähern entwickelten Prüfstands mit wenigen Änderungen an der Steuerungssoftware bzw. der Prüflingsfixierung anpassen. So erhielten wir ganz ohne den aufwändigen Austausch eines teuren mechanischen Getriebes einen Prüfstand für Handschleifmaschinen, obwohl dieser ganz andere Anforderungen an die Vorschubgeschwindigkeit stellt.“ Aufgrund des positiven Praxistests plant der VDE den Einsatz von Servotechnik zukünftig auszudehnen.

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Autor: Andreas Enzenbach ist Manager Communications and Marketing bei B&R in Eggelberg/Österreich.