Quando você fabrica sistemas de fonte de alimentação, não há como evitar a enxurrada de testes funcionais e de segurança para garantir que eles estão adequados para utilização. Para preparar seus testes de desempenho para o futuro, o fabricante de fontes de alimentação Gustav Klein desenvolveu uma nova e inovadora baia de testes. Com sua solução de segurança modular da B&R, Gustav Klein é capaz de gerenciar muitas configurações diferentes de baias de testes em um único projeto de software.
"Cada sistema que produzimos é testado exaustivamente antes da entrega", explica Jörg Umbreit, chefe de P&D da Gustav Klein. “Em resposta ao rápido crescimento da demanda e aos crescentes requisitos de desempenho, em 2019 aumentamos nossa capacidade de teste de quatro para onze estações e aumentamos a potência de conexão da baia de testes. Também planejamos reservas extras para lidar com o crescimento projetado nos próximos anos. " A baia de testes de 500 metros quadrados da Gustav Klein agora tem um total de 13 estações de testes para dispositivos grandes e estações adicionais para dispositivos pequenos.
A empresa trabalhou com a B&R para desenvolver uma solução de segurança que engloba todas as estações de testes, reservas adicionais e equipamentos de distribuição de energia. Isso foi possível graças ao hardware e software excepcionalmente modulares da solução de segurança da B&R. As funções de segurança para as estações de testes específicas utilizadas em uma determinada configuração podem ser facilmente selecionadas ou desmarcadas por meio da interface do usuário. Funcionários autorizados podem selecionar e confirmar a configuração na tela da IHM. A máquina pode ser totalmente reconfigurada sem ter que utilizar uma ferramenta de programação separada para adaptar a aplicação de segurança. Isso torna excepcionalmente fácil modificar a baia de testes, realizar manutenção ou colocar uma das estações de reserva em serviço.
Um projeto de segurança para todas as configurações do sistema
A chave para a abordagem da B&R é que você programa apenas uma única aplicação de segurança - aquela que compreende todos os equipamentos e recursos que poderiam ser incluídos na linha. A partir daí, você pode organizar qualquer combinação concebível de módulos de máquina. Essa abordagem reduz substancialmente os custos de manutenção, bem como a quantidade de testes que precisam ser feitos durante o comissionamento de plantas e máquinas modulares.
Gustav Klein reconheceu os benefícios da abordagem desde o início, e tem se beneficiado à algum tempo com seus sistemas de teste de alimentação I-TS MI-TS, ambos totalmente automatizados com B&R. "Com a ferramenta SafeDESIGNER integrada no ambiente de engenharia Automation Studio da B&R, somos capazes de manter uma única solução de software que cobre 90 por cento de nossos projetos sem nenhuma nova programação", disse Umbreit.
Ainda mais impressionante quando se considera a ampla variedade de configurações, aplicações e ambientes aos quais os sistemas de simulação e teste I-TS e MI-TS precisarão se adaptar. Eles podem ser encontrados simulando ciclos de carga e descarga durante o desenvolvimento de veículos elétricos, por exemplo, ou testando componentes de fonte de alimentação na produção de baterias e veículos.
Modularização sem know-how especial
"A experiência acumulada por meio desses projetos certamente desempenhou um papel em nossa capacidade de implementar a aplicação de segurança para a baia de testes em apenas alguns dias", relata Roland Bayr, desenvolvedor de software da Gustav Klein que criou a solução de segurança para o testador de alimentação e baia de testes. "Nosso trabalho também foi acelerado pela facilidade de conectar as partes seguras e não seguras do sistema e pelo fato de que a solução de segurança da B&R permite que você crie um software modular sem treinamento especializado. A modularização é um recurso integrado sem custo ou esforço adicional. " Isso não foi um fator insignificante para a Gustav Klein. Como o desenvolvimento e a construção da baia de testes não gerariam nenhuma receita imediata, a aplicação de segurança deveria ser implementada sem interromper os negócios diários.
Abrangente tecnologia de segurança
Os projetistas da baia de testes da Gustav Klein selecionaram uma variedade de componentes X20 da B&R. Módulos de segurança de entrada digital, saída digital e mistos foram instalados na baia de testes e nas unidades de conexão. Como controlador de segurança, eles selecionaram um dispositivo X20SL8101 do sistema X20. O controlador é capaz de gerenciar até 280 nós seguros, bem como todos os equipamentos de segurança opcionais e todas as configurações possíveis da baia de testes. Os módulos de segurança são conectados ao controlador de segurança via POWERLINK e um cabo padrão. O openSAFETY é utilizado para comunicação de dados.
Visão geral de toda a baia de testes
Para dar aos funcionários uma visão geral rápida do status de segurança da baia de testes e do estado de suas chaves, a Gustav Klein incorporou uma tela IHM Automation Panel 900 de 24" na porta do painel de controle na sala técnica. Montado na parte traseira do IHM está um compacto Panel PC 2100 executando a aplicação IHM que fornece aos trabalhadores da baia de teste as informações de que necessitam. "A grande tela nos permite mostrar os estados de todos os switches centrais da baia de testes em uma única visualização", diz Bayr. "Isso ajuda a garantir que nenhum evento seja esquecido simplesmente porque o operador está em algum lugar em um submenu." O layout dos switches na tela também corresponde ao da baia de testes, tornando ainda mais rápido localizar um problema em uma emergência. " Em um futuro próximo, a Gustav Klein planeja adicionar monitores B&R adicionais na baia de testes, para que os inspetores possam estar de olho no conteúdo relevante o tempo todo.
Baia de testes flexível e preparada para o futuro
A baia de testes do especialista em sistema de fonte de alimentação agora está equipada para testar unidades UPS e inversores com uma capacidade de sistema de até 1,5 MVA. Também é possível realizar testes de alta tensão e executar simulações de sistemas classificados em até 1.000 VCA ou VCC, ou eletrônica de potência inteligente para armazenamento de energia de alta tensão com uma capacidade de sistema de até 4 MW. Por meio de uma eletrônica de potência elegantemente projetada, os engenheiros conseguiram minimizar o consumo de energia e as consequentes perdas térmicas durante as execuções de testes e a energia necessária para conexão à rede elétrica. A Gustav Klein criou uma das instalações de teste mais tecnologicamente avançadas e completas de seu tipo. Com testes de alta tensão em fábrica, a empresa agora economiza um tempo valioso de seus clientes durante o comissionamento no local. A solução de segurança modular da B&R torna muito mais fácil para a fabricante de plantas industriais adaptar a tecnologia de segurança às necessidades da área de testes e reagir às mudanças dinâmicas nos requisitos do mercado.
Jörg Umbreit
Chefe de P&D, Gustav Klein GmbH & Co. KG
"Com a ferramenta SafeDESIGNER integrada no ambiente de engenharia Automation Studio da B&R, podemos utilizar o mesmo software de segurança em 90 por cento de nossos projetos sem nenhuma nova programação."