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Testanlagen jung

Als führender Hersteller moderner technischer Gebäudeausrüstung (TGA) wird von der Firma Albrecht JUNG eine gleichbleibend hohe Qualität der gefertigten Produkte und Komponenten wie beispielsweise Steckdosen, Schalter und verschiedene elektronische Produkte für die Gebäudesteuerung erwartet. 

Damit diese sichergestellt ist, wurde das ohnehin gut ausgestattete unternehmenseigene Labor nach modernsten Ansätzen konsequent, an zukünftigen Erfordernissen orientiert, weiterentwickelt. Um dabei nichts dem Zufall zu überlassen, wandte sich der Hersteller für den Neubau an die SOMA GmbH. Die Experten für Prüf- und Automationstechnik statteten nicht nur einen Teil des Labors aus, sondern unterstützten auch die gesamte Entwicklung von den ersten Planungen über die Anforderungen an die Versorgung bis zur Inbetriebnahme. Zwei Zielsetzungen standen dabei im Fokus: Zum einen musste das Labor über modernste Prüftechnik verfügen und die Möglichkeit der nachträglichen Erweiterung bieten. Zum anderen sollten die automatisierten Anlagen intuitiv unter anderem auch per Fernzugriff steuerbar sein, um insbesondere Dauergebrauchsprüfungen mit Lastfeldern und maximal möglichen Kurzschluss-Strömen von bis zu 4000 A für Steckdosen und Schalter ausfallsicher zu gewährleisten. Dank der firmenübergreifenden Zusammenarbeit bietet das Labor hinsichtlich Spannungsversorgung, automatisch zuschaltbaren Last- und mobilen Prüfsystemen ein Technik-Novum im Branchenumfeld. 

„Wir wollten nicht einfach nur neues Prüfequipment anschaffen, sondern unsere gesamte Laborinfrastruktur samt der erforderlichen Prüfprozesse zukunftsfähig organisieren“, berichtet Stefan Jörgens, Leiter Entwicklung bei JUNG. Dabei galt es, insbesondere Fragen bezüglich zukünftiger Anforderungen an die Messtechnik zu beantworten. „Im Rahmen eines umfangreichen Benchmarks konnte sich die SOMA GmbH mit einem in allen Belangen zukunftsfähigen Konzept durchsetzen. Das Know-How im Bereich automatisierter Testsysteme sowie die jahrelange Erfahrung in den Bereichen hochauflösender Messtechnik und dem Umgang mit hohen Spannungen und Strömen machten SOMA zum idealen strategischen Partner“, so Jörgens. Das dieser auch in räumlicher Nähe zum Unternehmen JUNG ansässig ist, erwies sich darüber hinaus als positiver Nebeneffekt. Die Zielsetzung der Zusammenarbeit war alles andere als einfach, denn in den neuen Räumlichkeiten sollten zukünftig sämtliche Produkte und Komponenten qualitäts- sowie sicherheitstechnisch im Dauerbetrieb zuverlässig getestet werden können. Es galt auch, einem höheren und gewandelten Prüfbedarf sowie normativen Änderungen flexibel begegnen zu können. Insbesondere im Bereich Steckdosen  und Schalter mussten die neuen Anlagen verschiedene Lastszenarien unter  maximalen Kurzschluss-Strömen bis zu 4000 A abbilden können, um die regulatorischen Anforderungen verschiedener Zielregionen zu erfüllen. Solche Lastszenarien sind nach Angaben beider Unternehmen in dieser Branche bisher unerreicht. Neben den regulatorischen Testinhalten können die Produkte nun gezielter als bisher an ihre Belastungsgrenzen analytisch getestet werden, sodass wertvolle Messergebnisse für Verbesserungen und Produktinnovationen geliefert werden.

Zudem war es notwendig, den Neubau des Labors bei laufendem Prüfbetrieb zu realisieren. Da bei diesem Projekt innovative Technologien integriert wurden, die es in dieser Konstellation so bisher nicht gab, sollten das alte und  das neue Labor über einen gewissen Zeitraum parallel laufen, um die Funktionstüchtigkeit der neuen Anlagen dauerhaft sicherzustellen. „Logistisch gesehen war das schon ein Eingriff am offenen Herzen, den wir dank der engen Zusammenarbeit mit SOMA sowie allen regional beteiligten Partnern sehr gut meistern konnten“, so Jörgens. SOMA definierte dabei vom ersten Tag an die Anforderungen an die Versorgung, Kühlung und Sicherheitsabschaltungen mit dem Team der Gebäudeplanung sowie allen beteiligten Bauunternehmen. Ein erstes Prüfsystem für normativ vorgeschriebene Prüfungen und Spezifikationstests für Steckdosen wurde bereits vor Beginn der Neubauphase installiert und qualifiziert. Die Firma JUNG hat sich bereits zu Beginn der Projektumsetzung entschieden, das neue „Future Lab“ dem Branchenumfeld zu zeigen sowie zu kommunizieren. Auf diese Weise soll ein prüftechnischer Branchenstandard initiiert werden, mit dem Ziel, zukünftig valide Prüfergebnisse interpretieren zu können, ohne die Einflüsse der Art und Weise unterschiedlich wirkender Prüfeinrichtungen berücksichtigen zu müssen.

Dauergebrauchsprüfung mit automatischem Steckerwechsel 

„Ein Kernstück der neuen Laboreinrichtung sind die von uns mit der Firma JUNG konzipierten Anlagen zur Dauergebrauchsprüfung von Haushaltssteckvorrichtungen und Schaltern“, erklärt Wolfgang Thater, Leiter Vertrieb bei der SOMA GmbH. „Sie müssen darauf ausgelegt sein, hochgradig flexibel verschiedene Steckdosen von Schuko®-Varianten bis hin zu asiatischen oder nordamerikanischen Komponenten aufzunehmen und Prüfeinrichtungen sowie Prüfzyklen abzubilden. Dabei sind ganz genaue Rahmenbedingungen einzuhalten, beispielsweise wann ein Steckerwechsel durchgeführt oder eine bestimmte Strom-, Spannungs- oder Belastungsstärke realisiert werden sollen.“ Die Anwesenheit eines Labormitarbeiters sollte dafür nicht mehr notwendig sein. Die entsprechenden prüfungsspezifischen Parameter werden nun lediglich einmal über ein Human-Machine-Interface (HMI) eingegeben und können dann ausgewählt und zeitlich flexibel gestartet werden. „Beispielsweise wird eine Charge Schuko®-Stecker nachmittags bestückt, das entsprechende Prüfprogramm initiiert und den Rest macht die Anlage automatisch inklusive Steckerwechsel und Datenerfassung“, berichtet Thater. „Am nächsten Morgen liegen alle Prüfergebnisse für den Mitarbeiter zur weiteren Auswertung bereit.“ 

Die Bestückung erfolgt durch ein Magazin an vorgehaltenen Adaptionen, die automatisch gewechselt werden. Der mitarbeiterunabhängige Betrieb wird durch eine autarke Prüfstandsteuerung mit zentralem Leitrechner koordiniert. Daran angeschlossen sind zahlreiche Lastfelder zur ohmschen, induktiven und kapazitiven Belastung verschiedener Prüfmechaniken. Diese können variabel an Lastfelder mit unterschiedlichen Leistungsdaten angedockt werden. Auf Basis der eingestellten Prüfparameter stellen sich die intelligenten Lastsysteme automatisch auf die geforderten Ströme, Spannungen und Phasenwinkel ein, welche im Prüfprozess kontinuierlich überwacht und geloggt werden. Die Messdaten sowie der gesamte Ablauf werden direkt protokolliert und zentral auf dem Server hinterlegt. Darüber hinaus sind die physischen Laborarbeitsplätze digital als Remote-Variante bei hoher IT-Sicherheit auf mobilen Endgeräten gespiegelt. „Da JUNG seinen Mitarbeitern eine sehr hohe Flexibilität und Fernwartung ermöglichen wollte, haben wir uns hier an dem Leitsatz orientiert: maximal einfach und maximal sicher. Dadurch kann das Personal den Laborbetrieb standortunabhängig betreuen und die Arbeit dort fortsetzen, wo zuletzt unterbrochen wurde“, erläutert Thater.

Kurzzeitige Kurzschluss-Ströme bis 4.000 A dank autarkem Stromnetz

Die Prüfeinrichtungen sind extrem sicher im Betrieb und werden laufend hinsichtlich möglicher Ausfälle überwacht (Wasser, Rauchentwicklung, Feuer). Um die branchenunüblich geforderten kurzzeitigen Kurzschluss-Ströme bis 4.000 A effizient und sicher an die entsprechenden Prüfstände zu verteilen, wurden ausreichend dimensionierte und mit einer adäquaten Sicherheit versehene Kabel zwischen Trafo und dem Prüflabor verlegt.Damit die Fertigung nicht etwa durch Stromspitzen beeinträchtigt wird, hat SOMA einen separaten Trafo konzipiert, der das Labor unabhängig vom Firmenstromnetz versorgen kann. „Zudem arbeiten wir bei den großen Leistungsdichten mit einer smarten Wasserkühlung für die angeschlossenen Lastfelder “, so Thater. Um hier nachhaltig agieren zu können, wurde das Kühlsystem in die unternehmensinterne Versorgung des technischen Wasserkreislaufes eingebunden und eine automatische Wasserkreisüberwachung implementiert. 

Weitere Sicherheitsvorkehrungen umfassen etwa den Prüfstandsaufbau in einem geschlossenen System mit verriegelter Schutztür, integrierte Selbstüberwachungssysteme für Überstrom und -temperatur sowie umfassende Sicherheitstechnik rund um die mechanische Handhabung der Prüfstationen. Dabei sind präzise Sensoren an kritischen Stellen installiert und mit der zentralen Steuerung verknüpft, die je nach Warnstufe eine Information an das HMI geben, eine einzelne Anlage stoppen oder das ganze Labor ausschalten kann.So können die Prüfeinrichtungen in definierten Szenarien beziehungsweise Stufen gezielt heruntergefahren werden, ohne das die bis zu einem solchen Szenario ermittelten Prüfergebnisse verloren gehen. Darüber hinaus wird unter spezifischen Bedingungen die Feuerwehr alarmiert. „Seit fast fünf Jahren liefert uns das neue Labor zuverlässige Bewertungsgrundlagen, die uns dabei helfen, unsere Produkte noch langlebiger zu gestalten und das extrem hohe Qualitätsniveau laufend zu überwachen. Gemeinsam mit den bei diesem Projekt gewonnenen Partnern arbeiten wir fortwährend daran, die Prüfabläufe auf einem Optimum zu halten, etwa durch noch mehr Flexibilität bei der Bestückung oder das Wiederverwenden der bei den Prozessen freigesetzten Energie, die bis maximal 150 kW durch eine ausgefeilte Intelligenz hausintern weitergenutzt wird“, resümiert Jörgens abschließend. 

Quelle: Albrecht JUNG GmbH & Co.KG

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