ECAD EMSR-Konstruktion aus dem Baukasten
Die Hans Huber AG, ein weltweit führender Hersteller von Anlagen der Abwassertechnik, nutzt EPLAN PPE für die Konstruktion der EMSR-Technik. Die Verantwortlichen haben noch vor der eigentlichen Implementierung des CAx-Tools ein Baukastensystem von MSR-Komponenten erstellt, das nun die Konstruktion wesentlich beschleunigt und auch potenzielle Fehlerquellen minimiert.
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Rund 125 Liter Wasser verbraucht jeder Deutsche im Durchschnitt pro Tag. Obwohl das schon viel erscheint, machen die privaten Haushalte nur 13% des gesamten Wasserverbrauchs aus. Mehr als die Hälfte entfällt auf die Industrie und ein rundes Drittel auf die Landwirtschaft. Dieselben Mengen fallen logischerweise als Abwasser an, das aufbereitet werden muss. Auf diese Aufgabe hat sich die Hans Huber AG im oberpfälzischen Berching spezialisiert. Das 1872 als Kupferschmiede gegründete und noch heute im Familienbesitz befindliche Unternehmen bietet ein breites Spektrum an Verfahren, Systemen und Produkten zur Abwasserbehandlung und ist damit international erfolgreich: Huber gehört weltweit zu den führenden Unternehmen in der Abwasser- und Schlammbehandlung, erzielt mit rund 800 Mitarbeitern einen Umsatz von über 95 Mio. € pro Jahr und arbeitet nicht nur an neuen Anlagengenerationen, sondern auch an ganz neuen Wegen zur besseren Nutzung der immer knapper werdenden Ressource Wasser.
Weltweit führende Marktposition
Zu den Wettbewerbsvorteilen von Huber gehört ein sehr breites Produkt- und Verfahrensspektrum. Entsprechend gut ausgebaut ist die Konstruktions- und Planungsabteilung: Die Mitarbeiter arbeiten eng mit der Produktion und der Projektabwicklung zusammen. Dipl.-Ing. (FH) Martin Springs, zuständig für die Elektrotechnik + Automatisierungstechnik: „Wir entwickeln und produzieren immer projektbezogen und sind dabei sehr flexibel, weil wir durch unsere hohe Fertigungstiefe auf die unterschiedlichsten Anforderungen reagieren können.“
EMSR-Technik als Bindeglied
Dabei bildet die Elektrotechnik – genauer gesagt: die EMSR-Technik – das Bindeglied zwischen den einzelnen Verfahrensschritten und Maschinen. Im Feld setzt man Messgeräte und Sensoren u.a. für die Messgrößen Füllstand, Durchfluss und Feuchtegehalt/Trocknungsgrad sowie für die Online-Analyse von Sauerstoffgehalt und pH-Wert ein. Dabei können die mechanische Konstruktion und die EMSR-Konstruktion – jeweils in enger Abstimmung mit dem zuständigen Projektleiter – parallel arbeiten.

Vor der Einführung von EPLAN PPE wurden die projektspezifischen Planungsvorgaben für die EMSR Technik manuell, in verschiedenen Arbeitsschritten, durchgeführt: Die mechanischen Konstruktion erstellte mittels AutoCAD ein R+I Schema. Die Messstellen-Nummern wurden manuell vergeben und die Daten in eine Excel-Dateien übertragen. Diese Arbeitsweise war zeitaufwändig – vor allem bei Änderungen, die stets an mehreren Stellen vorgenommen werden mussten. Auch angesichts der stetig wachsenden Anzahl von Anlagen, die Huber in Berching produziert, sollte ein Tool für die Optimierung der EMSR-Konstruktion angeschafft werden.
Suche nach dem optimalen EMSR-System
Dabei waren die Verantwortlichen völlig offen, denn es gab keine Plattform, auf der man aufsetzen musste, und es wurde auch keine umfassende Schnittstelle zu anderen CAx-Systemen benötigt. Martin Springs: „Wir haben uns verschiedene Systeme sehr genau angeschaut. Wichtig für uns waren unter anderem eine komfortable Bedienung, viele Möglichkeiten der Auswertung und eine leistungsfähige Sprachumschaltung, denn unsere Anlagen sind weltweit im Einsatz.“ Unter diesen Gesichtspunkten schnitt EPLAN PPE am besten ab.
EPLAN PPE basiert auf der neuen EPLAN-Plattform und erlaubt ein flexibles Projekthandling: Der Konstrukteur startet die Arbeit an einem Punkt seiner Wahl – zum Beispiel bei der Anlagenstruktur, den Gerätespezifikationen oder den Kabeldaten. Ob es sich um PLT-Stellen, Gerätedaten oder Spezifikationen handelt: Der Konstrukteur hat stets den aktuellen Zugriff auf alle Daten, und eine Änderung auf einer Ebene wird stets für das gesamte Projekt übernommen. So beschleunigt man den Planungsprozess und vermeidet zugleich Fehler und Inkonsistenzen.
Sorgfältige Vorarbeit vor der Einführung
Mit der Nutzung des Systems in der MSR-Konstruktion ließ sich Huber aber noch etwas Zeit. Martin Springs: „Wir haben in den ersten Monaten nach der Implementierung zunächst Baugruppen und Module generiert.“ In die Strukturierung dieser Datenbank haben die EMSR-Konstrukteure bei Huber Zeit und Sorgfalt investiert. Martin Springs: „Unser Ziel war es, kleinste Einheiten zu schaffen, aus denen wir unsere MSR-Systeme konfigurieren. Zugleich haben wir mit den Modulen auch größere Einheiten hinterlegt, die wir häufiger verwenden.“
Beispiele für solche Module sind Schieber mit Endlagenschalter oder Magnetventil-Kombinationen. Dabei sind die messtechnischen Komponenten direkt mit den dazugehörigen Antrieben verbunden, so dass man die Datensätze für Kompletteinheiten per Mausklick einfügen kann. Nach dem Einfügen der spezifischen Daten wie Antriebsleistungen oder Rohrleitungsdurchmesser ruft das System dann die jeweiligen Produkte auf.
Gute Balance zwischen Automatisierung und Flexibilität
Die Auswahl der Baugruppen und Module, die in EPLAN PPE hinterlegt sind, bewährt sich in der Praxis. Wolfgang Schmidt – Projektabwickler im Bereich MSR Technik: „Wir haben die richtige Balance zwischen Automatisierung und Flexibilität gefunden.“ Den EMSR-Konstrukteuren steht eine Datenbasis zur Verfügung, aus der sie schöpfen können. Das beschleunigt die Konstruktion, und man vermeidet Fehler, denn Änderungen auf einer beliebigen Ebene – z.B. die Entscheidung für ein anderes Sensorfabrikat – werden in die Zeichnungen der Baugruppen und wiederum in die Gesamtanlagen übernommen, ebenso in alle Listen, die zu dem Projekt gehören.

Als Ausgangsbasis für die Projekte dient ein in EPLAN PPE erstelltes projektspezifisches R+I-Schema. In Verbindung mit der aufgebauten Datenbank lässt sich das Projekt nach sehr vielen Gesichtspunkten auswerten. Neben konventionellen Arten der Datenaufbereitung, zu der u.a. die Datenpunktliste gehört, hat Huber auch individuelle Listentypen konfiguriert. Auch das war ein wichtiges Kriterium bei der Auswahl: Der Formulareditor von EPLAN PPE bietet sehr viele Freiheiten beim Erstellen von Listen.
Erleichterung auch für Einkauf, Zulieferer und Inbetriebnehmer
Aber nicht nur für Huber, auch für die Zulieferer vereinfacht sich die Arbeit: Der Schaltschrankbauer erhält präzise Unterlagen für die Planung und den Aufbau des Schaltschrankes. Für die Inbetriebnahme haben die Konstrukteure mit dem EPLAN PPE-Formulareditor eine Auswertung erstellt, die die Dokumentation aller relevanten Arbeitsschritte erlaubt: ein Service auch für den Kunden. Martin Springs: „Das R+I-Schema und die entsprechende Dokumentation begleiten uns durch das ganze Projekt.“
Zu den Dokumenten, die mit EPLAN PPE generiert werden, gehört auch eine Anforderungsliste für alle Bestellteile. Diese Liste wird vom Projektmanagement an den Einkauf weitergegeben, der die Bestellung initiiert. Auch hier ist die Durchgängigkeit gewährleistet, denn die Artikelstammdaten aus dem ERP-System sind auch in EPLAN PPE hinterlegt und werden über eine Schnittstelle regelmäßig aktualisiert.
Gut gerüstet für künftige Anforderungen
Mit EPLAN PPE sieht man sich auch gut gerüstet für künftige Anforderungen, werden doch die Ansprüche an die Dokumentation immer höher. Mit der CAx-gestützten EMSR-Konstruktion kann man auch den Projektierungsverlauf dokumentieren. Daher verwendet die Dokumentations-Abteilung die EPLAN PPE-Daten als Basis für die projektspezifische Dokumentation. Ein weiteres Ziel ist die automatische Kalkulation. Martin Springs: „Im nächsten Schritt möchten wir die Automatisierungstechnik aus EPLAN PPE heraus kalkulieren.“ Auch die automatische Generierung von Verfahrensbeschreibungen und Funktionsabläufen steht auf der Agenda. Ein nächster, größerer Schritt ist die weitere Integration von Engineeringaufgaben aus dem Bereich der EMSR-Technik mit dem Ziel, den Planungsprozess der EMSR-Technik so effizient wie möglich zu gestalten und somit auch bei der Steuerungstechnik die Vorteile der CAx-Technik nutzen. Eine weitgehende Automatisierung ist das Ziel.
Klar strukturierte Arbeitsabläufe: So geht‘s!
EMSR-Konstrukteure profitieren durch die Einführung von EPLAN PPE von einer klareren Strukturierung der Arbeitsabläufe. Dies ist auch deshalb wünschenswert, weil Unternehmen, wie die Huber AG, die konsequentes Wachstum zu verzeichnen haben, von Jahr zu Jahr mehr Anlagen bauen. Und daher ist auch ein stetig wachsendes Planungspensum abzuarbeiten. Meist wird dabei kein vorhandenes Projekt kopiert. Wolfgang Schmidt von der Huber KG: „Wir fangen bei jeder Anlage mit den Anforderungen des Kunden an: Welcher Automationsgrad wird gewünscht, welche Gerätehersteller werden bevorzugt? Auf dieser Basis wählen wir die Baugruppen und Module aus, verknüpfen sie und erstellen die Unterlagen für den Feldbetrieb und den Schaltschrank.“ Dabei reicht das Spektrum von kleineren Anlagenkomponenten mit drei oder vier Messstellen bis zu Großanlagen mit über 400 Messstellen, die in das Automatisierungskonzept eingebunden werden.
Klar strukturierte Arbeitsabläufe: So geht‘s!
EMSR-Konstrukteure profitieren durch die Einführung von EPLAN PPE von einer klareren Strukturierung der Arbeitsabläufe. Dies ist auch deshalb wünschenswert, weil Unternehmen, wie die Huber AG, die konsequentes Wachstum zu verzeichnen haben, von Jahr zu Jahr mehr Anlagen bauen. Und daher ist auch ein stetig wachsendes Planungspensum abzuarbeiten. Meist wird dabei kein vorhandenes Projekt kopiert. Wolfgang Schmidt von der Huber KG: „Wir fangen bei jeder Anlage mit den Anforderungen des Kunden an: Welcher Automationsgrad wird gewünscht, welche Gerätehersteller werden bevorzugt? Auf dieser Basis wählen wir die Baugruppen und Module aus, verknüpfen sie und erstellen die Unterlagen für den Feldbetrieb und den Schaltschrank.“ Dabei reicht das Spektrum von kleineren Anlagenkomponen-ten mit 3 oder 4 Messstellen bis zu Großanlagen mit über 400 Messstellen, die in das Automatisierungskonzept eingebunden werden.
Gerald Scheffels, freier Fachjournalist, Wuppertal
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