Modernizacja w celu utrzymania starych obiektów rozdzielczych

Co można zrobić, jeśli krytyczne elementy starej rozdzielnicy nie są już dostępne? Normalnie projektowanie zupełnie nowej części nie miałoby sensu z punktu widzenia opłacalności. Rozwiązanie firmy EPS GmbH wymagało jedynie ułamka kosztów nowego obiektu lub nowego projektu. W tej kwestii firma HARTING podjęła współpracę w celu dostosowania standardowego złącza przemysłowego do specyficznych wymagań starej technologii.

W przypadku maszyn i urządzeń, których okres eksploatacji wynosi do 30 lat, konserwacja i serwisowanie mogą stanowić duże wyzwanie. Komponenty zostały wycofane z produkcji i nie są już dostępne. Przechowywanie takich komponentów jest nieekonomiczne i często niemożliwe. Wiele komponentów nie spełnia już aktualnych wymogów technicznych i może zawierać substancje problematyczne, takie jak azbest, rtęć lub płytki PCB.

Zaprojektować nową część czy zmodernizować starą rozdzielnicę?

"W jednej z elektrowni naszego klienta krytyczne elementy w starej zabytkowej rozdzielni nie były już dostępne. Zastąpienie starych części nowymi komponentami w stosunku jeden do jednego nie było możliwe. Zagroziło to konserwacji całej instalacji. "Co więc możemy zrobić?" Benedikt Holtmann, dyrektor zarządzający firmy EPS Energy Protection Services GmbH, opisuje sytuację wyjściową. EPS działa na rynku od 2013 roku - obsługując międzynarodowych klientów we wszystkich aspektach związanych z energią elektryczną i zasilaniem. EPS tworzy strategie zasilania, zajmuje się budową i uruchomieniem pod klucz, a nawet konserwacją obiektów. Należą do nich zasilacze bezprzerwowe (UPS), układy prostownikowe i falownikowe, zasilacze o specjalnych wymaganiach, układy bateryjne oraz budowa ich urządzeń specjalnych.

Benedikt Holtmann, dyrektor zarządzający EPS Energy Protection Services GmbH (po lewej), i Heinrich Schmettkamp, inżynier sprzedaży w serwisie terenowym HARTING (po prawej), wspólnie wymyślili strategię modernizacji.
Badania elektryczne oraz test na odporność na trzęsienia ziemi gwarantują, że kontakty nie poluzują się nawet w przypadku drgań sejsmicznych. Należało również udowodnić bezpieczeństwo izolacji pomiędzy stykami kontaktowymi przy dużych prądach.

W elektrowni klienta EPS wydawało się, że ani nowo zaprojektowane rozwiązanie, ani nowy obiekt nie będą opłacalne. Ten konkretny problem dotyczył 19-calowego stelaża w szafie sterowniczej. To urządzenie wciskane z przestarzałymi komponentami elektronicznymi, elektrycznymi i mechanicznymi miało specjalne wymiary. Interfejsy były zamontowane pływająco w ramie i były wsuwane na ślepo po przeciwnej stronie w sposób samonastawny (złącze typu blind-mate). Złącza wtykowe stelaża były zatem kluczowymi elementami, dla których należało znaleźć rozwiązanie.

"Ani stary producent, ani stare narzędzia nie były dostępne, a projektowanie elementu na nowo nie wchodziło w rachubę. Dlatego też poszukiwaliśmy strategii wykonalnej technicznie i uzasadnionej ekonomicznie. Brakowało nam jednak specjalistycznej wiedzy, aby do tak specjalistycznego rozwiązania zastosować kontakty wtykowe" - mówi o problemie dyrektor zarządzający EPS.

Serwis terenowy firmy Harting wyjaśnił nam możliwe opcje: "Modułowe złącze przemysłowe Han-Modular® jest dobrze dostosowane do takich wymagań. W zależności od potrzeb może łączyć w jednym złączu różne moduły do przesyłania sygnałów, danych, mocy i sprężonego powietrza. Dysponujemy oddzielnym działem HARTING Customised Solutions, który może wykonać adaptacje na zamówienie" - wyjaśnia Heinrich Schmettkamp, inżynier sprzedaży w serwisie terenowym HARTING.

Planowanie projektu dla złącza zindywidualizowanego

Naszym celem było dostosowanie standardowego złącza przemysłowego Han-Modular® do wymagań starego obiektu rozdzielni. Już na skutek 19-calowej jednostce wciskanej, łożysku pływającemu i technologii blind-mate konstrukcja i wymiary były bardzo ograniczone. Musiały być również zachowane wymagania dotyczące wydajności, takie jak obciążalność prądowa i wytrzymałość mechaniczna styków wtyczki.

Poprzez dostosowanie znormalizowanego złącza przemysłowego do urządzenia wciskanego w starej rozdzielni, koszty można było ograniczyć do ułamka kosztów nowego urządzenia lub nowo zaprojektowanej części.

Etapy realizacji obejmowały wstępne rozmowy z działem sprzedaży, doprecyzowanie wymagań technicznych z działem inżynierii projektowej firmy HARTING, wstępne strategie ekspertów ds. planowania projektu, następnie konstrukcję CAD i wreszcie serię pilotażową z prototypami. Prototypy zostały następnie przetestowane na miejscu w starej instalacji pod kątem kompatybilności mechanicznej. Po kilku poprawkach rozwiązanie było w końcu gotowe do produkcji seryjnej. Następnie przeprowadzono testy elektryczne i test na odporność na trzęsienia ziemi. "Testy te gwarantują, że kontakty nie poluzują się nawet w przypadku drgań sejsmicznych. Należało również udowodnić bezpieczeństwo izolacji pomiędzy stykami kontaktowymi przy dużych prądach.", tak Benedikt Holtmann podsumowuje wymagania dotyczące testów jakości.

Następnie zdefiniowano pożądane warianty złącza. 24 kontakty sterujące muszą mieć różne przypisania elektryczne, kolory i etykiety, a jednocześnie pozostać niezmienione pod względem mechanicznym. Początkowo wyprodukowano 100 modułów wtykowych dla starego obiektu rozdzielni. W ciągu trzech lat ma zostać oddanych kilkaset jednostek.

Dyrektor zarządzający EPS podkreśla, że ta adaptacja złącza przemysłowego odniosła również sukces komercyjny, chociaż jest to tylko mała produkcja seryjna. Nie byłoby to możliwe w normalnych procedurach operacyjnych masowego producenta. Opracowanie projektu łącznika dla starego obiektu rozdzielni było realizowane przez oddzielny dział w firmie HARTING.

HARTING Customised Solutions

HARTING Customised Solutions (HCS) opracowuje indywidualne rozwiązania dla sektorów automatyki, kolejnictwa, budowy maszyn, robotyki i energetyki wiatrowej. Typowe projekty dotyczą specyficznego dla danego projektu montażu przewodów. Użytkownicy nie muszą się już martwić o planowanie i kontrolę jakości komponentów. Dzięki temu mogą oni zaoszczędzić cenny czas podczas instalacji i pierwszego uruchomienia swoich obiektów. Ponadto, nie ma już potrzeby zatrudniania wykwalifikowanego personelu do instalacji przygotowanych już przewodów.

HCS koncentruje się również na okablowaniu systemowym dostosowanym do potrzeb klienta, w tym na gotowych zestawach do przetworników częstotliwości i okablowaniu czujników. HCS jest również punktem kontaktowym w sprawach nowo zaprojektowanych złączy na zamówienie (np. dla techniki medycznej, dla okablowania silników odpornego na kwasy i oleje lub ze specjalnymi obudowami dla zasilania i rozdziału mocy).

Doskonałe technicznie i korzystne ekonomicznie

Dyrektor zarządzający firmy EPS GmbH uważa ten projekt dla starego obiektu rozdzielni za bardzo udany z kilku powodów: "Dzięki temu remontowi mogliśmy przedłużyć żywotność starego obiektu o kolejne 20 lat. Złącza są wymieniane w sposób technicznie prawidłowy. Jakość jest wysoka. Nakłady instalacyjne wymagane do wykonania okablowania są niewielkie, a czas przestoju obiektu ograniczony do minimum." Ponieważ modernizacja obiektu jest częściowo objęta istniejącymi aprobatami, nie są wymagane dalsze kosztowne zezwolenia urzędów, takich jak niemiecki Urząd Dozoru Technicznego (TÜV). Nie ma potrzeby przeprowadzania dodatkowych szkoleń (ponieważ nie ma zmian w obsłudze dla personelu obsługującego). Ponadto zapewnione jest bezpieczeństwo obiektu, ponieważ stare komponenty są wymieniane, a wymagania dotyczące dokumentacji są niewielkie. Dyrektor zarządzający podkreśla również doskonałą współpracę z firmą HARTING: "Było bardzo profesjonalnie, koleżeńsko i przyjemnie".

W ostatecznym rozrachunku decydujący jest jednak czynnik ekonomiczny: "Dzięki przystosowaniu standardowego złącza przemysłowego do umieszczenia w starej rozdzielni mogliśmy ograniczyć koszty do ułamka wydatków dla nowo projektowanej części lub nowej instalacji", wyjaśnia Benedikt Holtmann. Dla niego ważne jest również to, że EPS, jako stosunkowo młode przedsiębiorstwo, z powodzeniem zrealizowało tak wymagający technicznie projekt modernizacji - w formie, funkcji i w ramach budżetu.