Prozessautomatisierung 1 | 15

Unter neuer Leitung

Motorenprüfstand aufgerüstet

KRIKO, Experte für Systemintegrationen, hat im Rahmen einer Modernisierungsmaßnahme für ABB Schweiz die Steuerungs- und Regelungstechnik eines Generatoren- und Motorenprüfstands auf das Prozessleitsystem 800xA umgesetzt. Das hat die Flexibilität, die Genauigkeit und die Sicherheit deutlich erhöht.

Ein Umzug war die Gelegenheit für einen Neubau: Da die ABB Schweiz AG ihre Produktion von Birr nach Kleindöttingen verlagerte, beauftragte sie Anfang 2012 das unabhängige Systemhaus KRIKO mit der Planung und dem Bau eines neuen, effizienten Generatoren- und Motorenprüfstands. KRIKO mit Sitz in Merzhausen in Baden-Württemberg weist große Kompetenz in der Entwicklung und Realisierung von maßgeschneiderten Prüfständen für Motoren und Pumpen auf. Der in den 1960er-Jahren in Birr gebaute Prüfstand war lange Zeit der größte und vielfältigste für elektrische Maschinen im europäischen Raum. Bei der Konzeption des Neubaus wurde sehr auf die Wiederverwendbarkeit von bestehenden Anlagenteilen geachtet, auch, um die Kosten im Rahmen zu halten. Das war bei den wesentlichen Großbauteilen auch möglich; sie wurden dafür auf den neuesten Stand der Technik gebracht.

Im Bereich der Antriebstechnik wurden alle bisher vorhandenen rotierenden Erregermaschinensätze durch statische Erregungen mit ABB-Stromrichtern DCS800 ersetzt. Dabei wurden auch die Prozessoren der wiederverwendeten Stromrichter vom Typ DCS600 auf DCS800 hochgerüstet. Die Lieferung von ABB für die elektrische Ausrüstung umfasste zwölf Stromrichter DCS800, acht Schutzgeräte REF615 sowie jeweils ein Schutzgerät der Typen REM615, RET650 und REF524plus. Im Zuge des Neubaus sollte von der konventionellen Steuerungs- und Regelungstechnik auf die moderne Leittechnik von ABB auf der Basis des Systems 800xA umgestellt werden. Die Lieferung aus einer Hand führt zu wertvollen Synergieeffekten, etwa durch die Nutzung harmonierender Softwarekomponenten und die hohe Flexibilität des Prozessvisualisierungs- und Leitsystems, das eine durchgängige Integration von klassischer Prozessleittechnik, sicherheitsgerichteter Steuerung und Elektrifizierung ermöglicht.

 

Leittechnik mit Sicherheitsfunktionen

Bei der Automatisierung des Prüfstands wurde konsequent auf ein Prozessleitsystem mit integrierten Sicherheitsfunktionen gesetzt. Das System 800xA besteht aus zwei Engineering-/Operator-Stationen sowie aus zwei Controllern der Produktfamilie AC 800M: einem Controller PM866 mit neun S800-Remote-I/Os und einem High-Integrity-Controller PM865 mit drei S800-Remote-I/Os SIL für sicherheitskritische Applikationen.

Seine Skalierbarkeit ermöglicht es, mit einem System zu starten und dieses modular mit der Anlage wachsen zu lassen. Aufgrund der hohen Flexibilität, die der Prüfstand bieten muss, wurden leistungsstarke Controller eingesetzt. Die Leittechnikaufgaben wurden mittels des Engineeringtools Function Designer projektiert. Daneben mussten auch diverse sicherheitstechnische Funktionen umgesetzt werden. Hier kam ein nach SIL 3 zertifizierter Controller vom Typ AC 800M zum Einsatz, in dem die gesamten NotAus-Funktionen sowie die Maschinensicherheitsfunktionen mittels des Engineeringtools Control Builder realisiert wurden.

Die moderne Leit- und Sicherheitstechnik erhöht die Flexibilität, die Genauigkeit und die Sicherheit des Prüfstands, dessen Steuerung, Messung und Regelung zuvor auf Relaistechnik basiert hatte. Die übliche Konstellation mit zwei getrennten Systemen für Prozessleittechnik und sicherheitsgerichtete Steuerung und damit unterschiedlichen Engineeringtools sowie Bedien- und Beobachtungsplätzen entfällt. Zudem ist eine exakte, schnelle Überwachung der Motordrehzahl sichergestellt. Durch die Integration aller Aufgaben in einem System können auf einem Monitor alle relevanten Informationen dargestellt und beobachtet sowie der komplette Prüfstand von einer Stelle aus bedient werden.

 

Sicherheit deutlich verbessert

Durch die intelligente Kombination der Maschinensätze lassen sich im Prüfstand Spannungen bis 1,49 kV DC und 16 kV AC mit einer Frequenz von 0 bis 150 Hz erzeugen. Leerlaufversuche an Gleich- und Wechselstrommaschinen mit Leistungen bis 40 MW und einem Maschinengewicht bis zu 75 t sowie Belastungstests bis 4 MW sind dadurch möglich. Die Rüstzeiten und die Sicherheit des Prüfstands konnten mithilfe der ABB-Leittechnik deutlich verbessert werden. Manuelle Prüfschaltungen durch den Schaltmeister entfallen – heute werden die vordefinierten Prüfschaltungen vollautomatisch angefahren und jeder einzelne Schritt wird durch das System überprüft. Obwohl KRIKO bei diesem Projekt erstmals ein Leitsystem 800xA integrierte, konnte der neue Prüfstand bereits Anfang 2013 erfolgreich in Betrieb genommen werden. Hilfreich waren die gute Handhabbarkeit des Systems sowie die Schulung durch ABB.