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01 LOI projektiert komplexe Wärmebehandlungsanlagen für die Stahlindustrie. Entsprechend umfangreich ist die Elektrik und Automatisierung. Stromlaufplan, Hardwarekonfiguration und SPS-Programm kommen aus dem Baukasten

Elektrik und Automatisierung aus dem Baukasten

02 Leitstand einer von LOI gebauten Thermoprozess-Anlage

03 Das EEC erstellt einen großen Anteil der Elektrodokumentation automatisiert

04 Der große Mehrwert des EEC liegt darin, nicht nur die Stromlaufpläne automatisiert zu erstellen, sondern parallel auch die Hardwarekonfiguration und SPS-Programme der Anlagenautomatisierung generieren zu können

Die LOI Thermprocess GmbH in Essen setzt bei der Elektroplanung großer Wärmebehandlungsanlagen auf Automatismus: Das Unternehmen arbeitet mit dem Eplan Engineering Center und beschleunigt seitdem nicht nur die Planungsprozesse, sondern ist auch auf „Last Minute“-Änderungen optimal vorbereitet.

Die LOI Thermprocess GmbH gehört zur Tenova- Gruppe und ist Spezialist für Anlagen zum Vergüten von Stählen. „Wir entwickeln sehr große kundenspezifische Anlagen (Bild 1), die den Werkstoff auf 920 °C bis 930 °C erhitzen und gezielt wieder abkühlen. Das Ergebnis des Vergütungsprozesses ist ein Blech mit erhöhter Härte und Verschleißfestigkeit. Darüber hinaus projektieren wir auch andere Wärmebehandlungsanlagen, die bei Temperaturen bis zu 1.200 °C arbeiten“, sagt Dipl.-Ing. Michael Hartmann, Abteilungsleiter Elektrik und Automatisierung des Bereichs „Hot Formed Materials“. Zum Einsatz kommen vergütete Stahlbleche überall dort, wo besondere Anforderungen an den Verschleißschutz gestellt werden, zum Beispiel im Bergbau, im Schiffbau und im Sektor Baumaschinen.

Maßgeschneidertes CAE-System
Der Hauptsitz von LOI befindet sich in Essen, wo rund 300 Mitarbeiter beschäftigt sind. Weitere Gruppenunternehmen befinden sich in Deutschland, Belgien, Polen, China, den USA und Indien mit insgesamt 900 Mitarbeitern. In Essen sind in der Abteilung „Elektrik und Automatisierung“ des Bereichs „Hot Formed Materials“ 15 Ingenieure beschäftigt, die nicht nur die Elektrokonstruktion der Anlagen übernehmen, sondern auch die Automatisierung und die sogenannten „Level 2“-Aufgaben. Darunter versteht man die Simulation der Prozesse, um zentrale Anlagenparameter, wie Wassermengen, Heizleistungen, Temperaturen etc., zu ermitteln. Die Schaltschränke der von LOI gebauten Anlagen sind aufgereiht bis zu 60 m lang. Ursprünglich arbeiteten die Elektroplaner mit Eplan 5.70 und hatten dieses System weitgehend an ihre Anforderungen angepasst. „In unseren Anlagen kommen viele Gleichteile zum Einsatz, zum Beispiel mehrere hundert Brenner der gleichen Art oder mehrere hundert Rollgangsantriebe, die alle mit den gleichen Umrichtern ausgerüstet sind“, berichtet M. Hartmann. Für diese Wiederholteile hatten die Elektro-Projektierer eine Excel-Applikation entwickelt, die Daten in Eplan-Makros schreiben und dann zu Stromlaufplänen generieren konnte.

Elektrokonstruktion aus dem Baukasten
Als LOI den Wechsel von Eplan 5.70 auf die Plattform mit Eplan Electric P8 plante, ergab sich ein Problem: Die vorhandenen, selbst erstellten Tools ließen sich nicht mehr an die neue Plattform andocken. Verzichten wollten die Konstrukteure auf diese Tools aber nicht, weil sie die Wiederholaufgaben erleichtern. M. Hartmann: „Mit Eplan 5.70 haben wir bei einer typischen Anlage 1.200 bis 1.300 Schaltplanseiten automatisiert erstellt. Diesen Vorteil wollten und konnten wir nicht aufgeben, zumal die Laufzeiten für die Projektierung immer kürzer werden.“ In dieser Situation beschlossen die Entscheider, zusammen mit der Migration auf die Eplan Plattform, auch das Eplan Engineering Center (EEC) einzuführen. Dabei handelt es sich, vereinfacht gesagt, um ein System, das den Aufbau eines gewerkeübergreifenden Konstruktionsbaukastens inklusive Regelwerken erlaubt. Das schafft die Voraussetzung für eine weitgehend automatische Konfiguration der Dokumentation (Bild 3). Außerdem ist es damit möglich, auch die Hardwarekonfiguration und SPS-Programme der Anlagenautomatisierung zu generieren (Bild 4).

Neuer Workflow, optimierte Prozesse
Die LOI-Verantwortlichen gingen das Projekt der EEC-Einführung von Grund auf an. „Wir wollten die Vorteile, die das Eplan Engineering Center bietet, bestmöglich ausnutzen und waren auch bereit, den Workflow entsprechend anzupassen“, sagt M. Hartmann. Dies wurde mit Unterstützung von Eplan-Consultants geplant: „Basis unserer Konstruktionsarbeit ist jetzt eine Motor- und Komponentenliste („MuK“), die uns von der Abteilung ,Technische Planung‘ zur Verfügung gestellt wird. Auf dieser Basis planen wir die komplette Elektrotechnik und Automatisierung einschließlich der SPS-Programmierung.“ Schon am Startpunkt der Projektierung, bei der Übernahme der „MuK“-Liste, ergeben sich die ersten Vorteile der neuen Arbeitsweise: Mit der Aufnahme in die Liste sind alle Daten der Geräte bekannt, denn jedes Gerät ist im EEC-Baukasten hinterlegt. Das sorgt zudem für eine abteilungsübergreifende Vereinheitlichung, deren Vorteile M. Hartmann an einem Beispiel erläutert: „Ein Druckschalter hat immer die gleiche Bezeichnung, die gleiche Artikelnummer und auch die Visualisierung seiner Fehlermeldungen ist immer gleich. Alle Prozessbeteiligten sprechen jetzt die gleiche Sprache, und das EEC ist die Basis für diese durchgängige Vereinheitlichung von der Planung bis zur Dokumentation.“

70 % der Pläne haben Wiederholfaktor
Wie wichtig die automatisierte Planung für LOI ist, zeigt die Tatsache, dass rund 70 % der Pläne mehrfach erzeugt bzw. variiert werden. Da der Baukasten immer größer wird, können die Planer dabei immer schneller vorgehen. „Wir generieren inzwischen auch die SPS-Codes für die Brennersteuerungen auf diese Weise. Das geht nicht komplett, aber zu etwa 40 %. Die Hardwarekonfiguration läuft sogar zu 80 % automatisiert ab. Wir Ingenieure werden also noch gebraucht – und das ist gut so. Aber wir können uns jetzt den wirklichen Projektierungsaufgaben widmen“, freut sich Elektrokonstrukteur Michael Hüning und M. Hartmann ergänzt: „Genau das – die Modularisierung der Projektierung, und nicht allein das automatisierte Erstellen von Stromlaufplänen – ist das A und O im Großanlagenbau. Hier haben wir mit dem EEC einen deutlichen Schritt nach vorn gemacht.“

Besser vorbereitet auf Last-Minute-Änderungen
In den zweieinhalb Jahren, die LOI jetzt mit Eplan Electric P8 und dem EEC arbeitet, haben sich die Abläufe im Vergleich zur früheren Arbeitsweise nachhaltig beschleunigt. Das gilt nicht nur innerhalb des Unternehmens, sondern auch in der Zusammenarbeit mit den Zulieferern, denen LOI jeweils die komplette Elektroplanung zur Verfügung stellt. Besondere Vorteile bietet der neue Workflow, wenn Last-Minute-Änderungen umzusetzen sind. Elektrokonstrukteur Dipl.-Ing. Jörg Boczek nennt Beispiele: „Bei einem Kunden haben wir die Rollgangsantriebe von Gruppen- auf Einzelantriebe gestellt und hatten statt 15 Gruppensteuerungen 150 Umrichter einzuplanen. Da es sich um ein neues Umrichtermodell handelte, mussten wir zunächst dessen Daten aufnehmen. Das entsprechende Makro haben wir dann im EEC hinterlegt und konnten so alle Änderungen innerhalb von wenigen Tagen umsetzen.“ In einem anderen Beispiel wurde auf Kundenwunsch in letzter Minute die Brennersteuerung geändert und ein Druckwächter zwischengeschaltet: „Dadurch änderte sich die Dokumentation von jeweils zwei auf drei Seiten, und es mussten 900 Seiten Stromlaufplan neu erstellt werden. Dank EEC war das in zwei Tagen erledigt.“

Motivation für weitere Automatisierung
In der Elektroplanung von LOI arbeiten drei Konstrukteure mit dem EEC, ein vierter Kollege pflegt das System und erweitert es kontinuierlich. Aus Sicht von M. Hartmann hat die Entscheidung für die modulare Konstruktion vielfältige Vorteile gebracht: „Das EEC hat uns förmlich dazu gezwungen, unseren Workflow abteilungsübergreifend zu optimieren. Wir sparen Zeit, erhöhen die Qualität unserer Konstruktion und vereinheitlichen unsere Dokumentation. Und wir finden immer noch neue Möglichkeiten der Automatisierung. Zum Beispiel haben wir nun die Koordinaten der Brennerposition in den Zeichnungen hinterlegt.“ Der Mechanikkonstrukteur trägt den Wert in die „MuK“- Liste ein und die Koordinaten werden so automatisch in den Plan übernommen. Jetzt muss diese Position beim Bau der Anlage nicht mehr erneut vermessen werden. Für die nahe Zukunft plant LOI den standortübergreifenden Einsatz des EEC: „Wir werden uns künftig mit den Planern in China über das EEC austauschen und die Kollegen dort bei komplexen Projekten unterstützen“, sagt M. Hartmann abschließend. (ih)

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Autor:
Gerald Scheffels ist freier Fachjournalist in Wuppertal. gs@pb-scheffels.de