Retrofitting per la manutenzione di vecchi gruppi di commutazione

Cosa fare se i componenti importanti di un vecchio gruppo di commutazione non sono più disponibili? Normalmente non avrebbe senso, dal punto di vista economico, progettare un componente completamente nuovo. La soluzione di EPS GmbH ha richiesto solo una frazione dei costi di un nuovo gruppo o di un nuovo progetto. Per questa tematica, HARTING ha intrapreso una collaborazione per adattare un connettore industriale standard ai requisiti specifici della vecchia tecnologia.

Per macchine e gruppi con una durata utile fino a 30 anni, gli interventi di manutenzione ed assistenza possono rappresentare una grande sfida. La produzione di tali componenti è stata interrotta e questi non risultano più disponibili. Lo stoccaggio di tali componenti non è economico e spesso non possibile. Molti componenti non soddisfano più gli attuali requisiti tecnici e possono contenere sostanze problematiche quali amianto, mercurio o PCB.

Progettare un nuovo componente o aggiornare il vecchio gruppo di commutazione?

"In una delle centrali elettriche del nostro cliente non erano più disponibili i componenti importanti di uno storico gruppo di commutazione. Non è stato possibile eseguire la sostituzione delle vecchie parti singole con nuovi componenti. Tale condizione ha messo a repentaglio la manutenzione dell'intera centrale. "Cosa potevamo fare quindi?" Benedikt Holtmann, managing director di EPS Energy Protection Services GmbH, descrive la situazione iniziale. EPS è presente sul mercato dal 2013, a servizio di clienti internazionali per qualsiasi aspetto dell'energia elettrica e dell'alimentazione. EPS crea strategie per alimentazione, si occupa della realizzazione chiavi in mano e della messa in servizio ed esegue anche interventi di manutenzione dei gruppi. Tra questi troviamo gruppi di continuità (UPS), sistemi di rettificatori e inverter, alimentatori con requisiti specifici, sistemi a batteria e la costruzione dei loro dispositivi speciali.

Benedikt Holtmann, managing director di EPS Energy Protection Services GmbH (a sinistra) ed Heinrich Schmettkamp, sales engineer del servizio di assistenza su campo di HARTING (a destra) sono giunti a una soluzione con la strategia di retrofitting.
I test elettrici e un test sulla resistenza antisismica garantiscono che i contatti non si allentino anche quando si verificano scosse sismiche. È stato inoltre necessario verificare la sicurezza dell'isolamento tra i pin di contatto con correnti elevate.

La centrale elettrica del cliente EPS sembrava non supportare una nuova soluzione di progettazione né un nuovo gruppo sembrava essere economico. Tale condizione particolare riguardava un rack da 19 pollici di un armadio elettrico. Tale unità a innesto con componenti meccanici, elettrici ed elettronici dismessi aveva misure speciali. Le interfacce sono state montate in modo flessibile in un telaio e sono state inserite ciecamente nel lato opposto in modo auto-allineante (connettore ad accoppiamento in cieco). I connettori rack a innesto sono stati quindi i componenti chiave per cui è stato necessario trovare una soluzione.

"Né il vecchio costruttore né i vecchi strumenti erano disponibili e la progettazione di un nuovo componente era fuori discussione. Ecco il motivo per cui eravamo alla ricerca di una strategia giustificabile dal punto economico e fattibile dal punto di vista tecnico. Tuttavia, non disponevamo dell'esperienza speciale per utilizzare i contatti a innesto per una soluzione speciale del genere", afferma il managing director di EPS sul problema.

Il servizio di assistenza su campo di Harting ci ha spiegato le possibili opzioni: "Il connettore industriale modulare Han-Modular® si adatta perfettamente a tali requisiti. Può combinare diversi moduli, se necessario, per trasmettere segnali, dati, energia ed aria compresa all'interno di un unico connettore. HARTING Customised Solutions ci consente di avere una divisione separata in grado di realizzare adattamenti personalizzati", spiega Heinrich Schmettkamp, sales engineer del servizio di assistenza su campo di HARTING.

Progettazione di un connettore personalizzato

Il nostro obiettivo è stato quello di adattare il connettore industriale standard Han-Modular® ai requisiti specifici del vecchio gruppo di commutazione. L'unità a innesto da 19 pollici, il supporto flessibile e la tecnologia ad accoppiamento in cieco hanno consentito al progetto e alle dimensioni di essere già stabiliti entro limiti molto ristretti. È stato necessario osservare anche i requisiti prestazionali quali la portata di corrente e la forza meccanica dei contatti a innesto.

Adattando un connettore industriale standardizzato all'unità a innesto del vecchio gruppo di commutazione, i costi risulterebbero limitati a una frazione dei costi di un nuovo gruppo o della progettazione di nuovo componente.

Le fasi di implementazione comprendevano discussioni preliminari con il reparto vendite, il chiarimento di requisiti tecnici con il reparto di progettazione di HARTING, le strategie iniziali degli esperti di progettazione, quindi un progetto CAD e infine una serie pilota di prototipi. I prototipi sono stati quindi testati in loco nella vecchia centrale per verificare la compatibilità meccanica. Dopo poche regolazioni, la soluzione è stata finalmente pronta per la produzione in serie. Sono seguiti i test elettrici e un test sulla resistenza antisismica. "Tali test garantiscono che i contatti non si allentino anche quando si verificano scosse sismiche. È stato inoltre necessario verificare la sicurezza dell'isolamento tra i pin di contatto con correnti elevate", riassume Benedikt Holtmann riguardo ai requisiti dei test di qualità.

Le varianti desiderate sono state quindi definite per il connettore. I 24 contatti di controllo devono avere assegnazioni elettriche, colori ed etichette di diverso tipo mentre mantengono invariate le caratteristiche meccaniche. Inizialmente, i 100 moduli a innesto sono stati prodotti per il vecchio gruppo di commutazione. Diverse centinaia di unità saranno consegnate entro tre anni.

Il managing director di EPS sottolinea che tale adattamento di un connettore industriale è stato vincente anche dal punto di vista commerciale sebbene si tratti solo di una piccola produzione in serie. Tale condizione sarebbe stata pressoché impossibile nelle normali procedure operative di produzioni in massa. Lo sviluppo del progetto del connettore per il vecchio gruppo di commutazione è stato implementato da una divisione separata di HARTING.

HARTING Customised Solutions

HARTING Customised Solutions (HCS) sviluppa soluzioni personalizzate per il settore automazione, ferroviario, progettazione meccanica, robotica ed energia eolica. I progetti riguardano tipicamente l'assemblaggio specifico dei cavi. Gli utenti non devono più preoccuparsi della programmazione e del controllo di qualità dei componenti. Quindi, sono in grado di far risparmiare tempo prezioso durante l'installazione e la prima messa in servizio dei loro gruppi. Inoltre, non è più necessario l'intervento di personale qualificato all'assemblaggio dei cavi durante l'installazione di quelli predisposti.

HCS si concentra anche sul cablaggio di sistema specifico del cliente, inclusi i kit pronti all'uso per i convertitori di frequenza e il cablaggio di sensori. HCS rappresenta anche il punto di riferimento per la nuova progettazione di connettori personalizzati (es. per la tecnologia medicale, per il cablaggio di motori resistente ad acidi ed oli o con custodie speciali per l'alimentazione e la distribuzione di energia).

Tecnologia perfetta e vantaggi economici

Il managing director di EPS GmbH considera molto vincente tale progetto per il vecchio gruppo di commutazione per diversi motivi: "Tale ammodernamento ci consente di estendere la durata utile del vecchio gruppo di altri 20 anni. I connettori vengono sostituiti in modo corretto dal punto di vista tecnico. La qualità è elevata. Lo sforzo necessario per l'installazione del cablaggio è contenuto e i tempi di fermo del gruppo sono minimi." Poiché il retrofit del gruppo è parzialmente coperto dalla struttura esistente, non risultano necessarie ulteriori approvazioni dei costi da parte di autorità quale l'Associazione Tedesca di Controllo Tecnico (TÜV). Non risultano necessari corsi di formazione supplementari (poiché non ci sono variazioni operative per il personale addetto all'uso). Inoltre, la sicurezza del gruppo è garantita perché i vecchi componenti vengono sostituiti e i requisiti di documentazione sono contenuti. Il managing director sottolinea anche l'eccellente collaborazione con HARTING: "È stata molto professionale, collegiale e divertente."

Infine, tuttavia, il fattore determinante è stato quello commerciale: "Adattando un connettore industriale standard per l'inserimento nel vecchio gruppo di commutazione, siamo stati in grado di limitare i costi a una frazione dei costi di un nuovo gruppo o della progettazione di nuovo componente", spiega Benedikt Holtmann. Per lui, è anche importante che EPS, in qualità di società relativamente giovane, abbia correttamente implementato un tale progetto di retrofit sofisticato dal punto di vista tecnico nella forma, nella funzione ed entro il budget fissato.