Viac ako 65 rokov know-how a skúseností sa odzrkadľuje vo výrobe olejových transformátorov skupiny SGB-SMIT, do ktorej patrí aj závod v Neumarku. Tu vyrába 350 pracovníkov tieto vysoko kvalitné zariadenia vo výkonovom rozpätí 50 až 2 500 kVA. „Naše transformátory majú vo svete vysoký kredit, preto sme museli naše pôvodné odhady výroby korigovať výrazne nahor,“ hovorí Matthias Wunderlich, vedúci výroby závodu. SBG v posledných desiatich rokoch zdvojnásobil svoje výrobné kapacity a novej linke doprial aj istú výkonovú rezervu, aby bola pripravená na prípadný vyšší nápor v budúcnosti. V súčasnosti sa v závode produkuje 11 000 olejových transformátorov ročne. Trh vyžaduje vyššie výkony a zároveň náhradu medi hliníkom.
Obe požiadavky však zväčšujú rozmery zariadenia. Navyše zvýšenie kapacity výroby by sa malo podľa možnosti dosiahnuť nárastom efektivity, zlepšeniami v ergonómii a podobnými opatreniami.Nová montážna linka so 16 montážnymi miestami, ktorá spĺňa všetky tieto požiadavky, je približne 60 metrov dlhá a 12 metrov široká. V rámci nej sa nachádza celý rad osobitných miest, kde sa jednotlivé kroky výroby vykonávajú prevažne manuálne. „Z dôvodu čiastočnej otvorenosti konštrukcie linky a zvýšených nárokov na bezpečnosť personálu bola pre nás téma bezpečnostnej techniky mimoriadne dôležitá,“ vysvetľuje Frank Tiepner, vedúci servisu v závode. Inžinierska spoločnosť AEM August Elektrotechnik GmbH realizujúca výstavbu novej linky zvolila použitie kompaktných, priestorovo úsporných motorových spúšťačov Sirius 3RM1 od spoločnosti Siemens. Pre firmu so 65 zamestnancami bol projekt linky prvým pre SBG. „Kombináciou spínacích, ochranných a bezpečnostných funkcií v obmedzenom priestore rozvádzačov sa nám toto riešenie javilo ako ideálne,“ poznamenáva Alexander August, obchodný vedúci inžinierskej firmy.
Kompaktné motorové spúšťače s bezpečnostnou funkciou
Prístroje sa vyznačujú iba 22,5 milimetrovou šírkou a v malom puzdre kombinujú funkčnosť stýkačov a ochranu proti preťaženiu. K dispozícii je priame aj reverzné spúšťanie trojfázových asynchrónnych motorov do výkonu 3 kW. V bezpečnostnej verzii sú vhodné na odpájanie až do úrovne integrity bezpečnosti SIL3, resp. Performance Level e podľa normy DIN EN ISO 13849. „Vďaka vysokej funkčnej integrácii sa dá dosiahnuť nielen značná úspora miesta, ale možno aj znížiť náklady na projektovanie a inštaláciu,“ poukazuje Stefan Fohr, v spoločnosti AEM kompetentný za CAE konštrukciu. V tomto projekte bolo možné vďaka integrovaným bezpečnostným funkciám motorových spúšťačov ušetriť pri rozvádzači viac ako polovicu nákladov na kabeláž, pretože okrem iného nebola pre každý pohon potrebná osobitná motorová ochrana.
Zvolený motorový spúšťač 3RM1 vyžaduje predradiť iba motorový istič 3RV2 ako ochranu proti skratu. Ten poskytuje sieťové napájanie jednotlivým skupinám prístrojov cez trojfázovú napájaciu svorku a prípojnicu. Pritom môže prúd na prípojnici dosiahnuť maximálnu hodnotu 25 A. Na napájanie tak stačia namiesto pätnástich drôtov len tri. Pri vypínacích skupinách do päť motorov, ako je to aj na novej výrobnej linke, sa táto vlastnosť ukazuje ako veľká výhoda.
Ešte zreteľnejšia je úspora inštalačných nákladov pri reverzných motorových spúšťačoch nachádzajúcich sa pri zdvíhacích stoloch. Vysoké požiadavky na bezpečnosť sa podarilo splniť jedným reverzným motorovým spúšťačom 3RM1 namiesto troch stýkačov spolu so zodpovedajúcimi signálmi vedúcimi k fail-safe CPU. „Vzhľadom na jednoduchosť a prehľadnosť sme všetky pohony na novej výrobnej linke vybavili fail-safe motorovými spúšťačmi,“ poznamenáva M. Wunderlich.
Reverzné motorové spúšťače s minimálnymi inštalačnými nákladmi
Takmer tri tucty prevodovkových motorov sa starajú o chod dopravného pásu novej montážnej linky. Priestor na spúšťače Sirius 3RM1 sa v rozvádzači rozkladá iba na dvoch radoch. Kabeláž možno ušetriť aj pri ovládacom obvode, keďže spúšťače sú napájané napätím 24 V pomocou prístrojového konektora bez potreby individuálnej kabeláže. Tým sa dá v prípade núdzového zastavenia oddeliť od ovládacieho napätia celá skupina motorov. Tento spôsob odpojenia je technicky identický s odpojením jednotlivých fail-safe výstupov v ovládaní každého motorového spúšťača, je však podstatne finančne výhodnejší, keďže tieto výstupy netreba vôbec realizovať.
Decentrálna bezpečnostná technika
Celá bezpečnostná technika je taká jednoduchá a prehľadná aj preto, lebo je ovládaná a monitorovaná centrálne hlavným riadiacim systémom montážnej linky Simatic S7-317 F 2PN/DP. Ten je prostredníctvom zbernice Profinet prepojený s decentrálnymi perifériami Simatic ET200S. Praktické na tom je, že za modulom rozhrania možno ľubovoľne kombinovať štandardné karty s fail-safe vlastnosťami. „Tým je daná aj vysoká flexibilita pri tvorbe koncepcie bezpečnostnej techniky,“ spokojne hovorí F. Tiepner. Kontakty ochranných dverí sú privedené na vstupy decentrálnej periférie, podobne ako lankové spínače na klesajúcich montážnych miestach. Na bezpečné vstupy možno bez ťažkostí pripojiť tlačidlo núdzového zastavenia aj svetlenú mrežu s výstupmi OSSD (Output Signal Switching Device) z automaticky pracujúcich systémov, ako je napr. medzisklad.
„Touto modulárnou koncepciou sme získali konštrukčnú slobodu, vďaka ktorej môžeme kedykoľvek zriadiť ďalšiu bezpečnostnú zónu, resp. uskutočniť prípadné rozšírenia montážnej linky,“ vraví M. Wunderlich. Pre produktovú štruktúru s veľkosťou sérií spravidla medzi jedným a desiatimi kusmi musí výroba veľmi rýchlo a flexibilne reagovať. Jasne sa to odzrkadľuje pri budovaní novej spínacej, riadiacej a bezpečnostnej techniky. Reťazové pohony s vlastným prevodovkovým motorom poháňajú jednotlivé segmenty, na ktorých sa nachádzajú normované nosníky pre obrobky. Výkon motorov leží v rozmedzí 0,75 až 2,2 kW. K montážnej linke patrí jeden hlavný rozvádzač, päť podružných rozvádzačov a šesť decentrálnych svorkovnicových skriniek a v každej z nich je umiestnená jedna decentrálna periféria Simatic ET 200S.
Komunikácia prebieha po zbernici Profinet, vďaka čomu je celá linka konštruovaná prehľadne, výkonne a flexibilne. Na niektorých miestach sa nachádzajú tzv. PN boxy, kde možno pripojiť mobilný obslužný panel. Vďaka tomu disponuje technika v závode možnosťami manuálneho riadenia a diagnostickými funkciami. „Pre rozľahlosť montážnej linky je to veľmi praktické,“ potvrdzuje F. Tiepner.
Flexibilné riešenie bezpečnosti a automatizácie
Svojím prvým projektom u výrobcu transformátorov automatizérska inžinierska spoločnosť AEM jasne ukázala, že nasadenie modernej techniky prináša mnohé výhody. Inštaláciou motorových spúšťačov Sirius 3RM1 sa zabezpečila úspora miesta a zníženie nákladov na kabeláž. Ako obzvlášť užitočné sa pri novej montážnej linke ukázalo, že tieto prístroje sa dodávajú popri štandardnom variante aj vo vyhotovení fail-safe, ktoré umožňuje prehľadnú, kompaktnú a flexibilnú koncepciu bezpečnostnej techniky. V spojení s fail-safe riadením a decentrálnymi periférnymi stanicami komunikujúcimi cez Profinet sa núka celkové riešenie, ktoré sa dá podľa potreby ďalej rozšíriť.
Do architektúry riadiacej štruktúry možno zakomponovať aj veľké displeje, na ktorých si obsluha linky môže vizualizovať priebeh spracovania objednávky. K základným pilierom výkonnej produkcie pri dynamickom vývoji počtu objednávok na olejové transformátory patria kompaktnosť a flexibilita. „Čím viac objednávok, tým horúcejšia je téma flexibilného prispôsobenia výroby a bezpečnosti pracovníkov,“ uzatvára M. Wunderlich.
