Schaltanlagenbau mit UL-Sonderabnahme Für die weltweit stärkste hydraulische Gesenkschmiedepresse
Unser Auftraggeber:
SMS group GmbH
SMS group ist eine Gruppe von international tätigen Unternehmen des Anlagen- und Maschinenbaus für die Stahl- und NE-Metallindustrie. Rund 14.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter erwirtschaften weltweit einen Umsatz von ca. 2,8 Mrd. EUR. Alleineigentümer der Holding SMS GmbH ist die Familie Weiss Stiftung.
Als führender Anbieter maßgeschneiderter metallurgischer Anlagen realisiert die SMS group Neuanlagen- und Modernisierungsprojekte, vom Anlagenbau über die komplette Automatisierung bis hin zur Erneuerung einzelner Komponenten.
Die Aufgabe
Von dem zur OTTO FUCHS Gruppe gehörenden US-amerikanischen Unternehmen Weber Metals wurde die SMS group mit dem Bau einer einzigartigen hydraulischen Gesenkschmiedemaschine beauftragt. Die Anlage besitzt eine Presskraft von 540 Meganewton, das entspricht umgerechnet 60.000 US Short Tons. Aus diesem Grund wird diese Presse mit digitaler Technologie auch 60k-Presse genannt.
Weber Metals stellt auf dieser Presse hauptsächlich Produkte für die Luft- und Raumfahrtindustrie aus geschmiedeten Aluminium- und Titanwerkstoffen her.
Für die Anlage wurden von der SMS group rund 9.000 Tonnen Stahl verbaut – das ist mehr als seinerzeit für den Eiffelturm verwendet wurde. Die Hydraulik benötigt mehr als 150.000 Liter Öl, und die Digitaltechnologie verbindet alles in einem riesigen Netzwerk mit über 1.500 Sensoren/Aktoren.
SMS group war verantwortlich für die Mechanik, die Elektrik und Automation, die Hydraulik sowie für die komplette Montage der Anlage inklusive der Inbetriebnahme. Auch das Schmieden erster Referenzteile gehörte zum Leistungsumfang. Mit dem Engineering und dem Bau der Schaltanlagen wurde Blumenbecker von der SMS group beauftragt.
Die Leistung
Die SMS group ist für Blumenbecker kein Unbekannter. Die Zusammenarbeit reicht über dreißig Jahre zurück. Ein Projekt dieser Größe und Komplexität war jedoch für alle Beteiligten Neuland. Die Dimensionen der Schaltanlage entsprachen der Größe der Presse, unter anderem mit mehr als 50 Metern Schaltschränken und mehr als 100 dezentralen Klemmenkästen/Bedienpulte.
Blumenbecker war bereits in der Entwicklungsphase beteiligt, denn als die Arbeit begann, war die Anlage noch nicht komplett ausgearbeitet. Der erste Schritt war deshalb die Planung und Konstruktion von Klemmenkästen für die beteiligten Komponentenhersteller. Es wurden rund 30 intelligente Klemmenkästen geplant und ausgeliefert, damit diese schon einmal in den Teilmaschinen verbaut werden konnten.
Enorme technische Herausforderungen
Die technischen Herausforderungen waren enorm. So fordern die Wechselrichter einen Luftdurchsatz von bis zu vier Kubikmetern pro Sekunde.
Da die Steuerungssoftware von der SMS group selbst geschrieben wurde, waren zeitweise bis zu zehn Programmierer im Prüffeld von Blumenbecker in Beckum bei der Arbeit. Dort wurden alle Busverbindungen und Motoren geprüft und das Funktionieren der Software konnte direkt in der Praxis evaluiert werden.
UL-Einzelzulassung erforderlich
Eine große Herausforderung war auch die Zertifizierung nach UL, der in den USA geltenden Norm. „Die UL kannte zu diesem Zeitpunkt nur eine maximale Spannung von 600 V“, erklärt Uwe Podlich, der das Projekt bei Blumenbecker betreute. Deshalb mussten wir uns nicht nur überlegen, wie wir das technisch umgesetzt bekommen, sondern auch, wie wir anschließend dafür die UL-Zulassung erhalten.“
Frühzeitig wurde mit dem zuständigen UL-Inspektor Kontakt aufgenommen, der Blumenbecker bereits in der Planungsphase unterstützte. Von vornherein war klar, dass für diesen Teil der Schaltanlagen nur eine Einzelzulassung infrage kam. Blumenbecker musste nachweisen, dass die Schaltanlagen nach den entsprechenden EUVorschriften geplant und gebaut wurden. Anschließend erfolgte eine so genannte Field Evaluation. Diese umfasst die Kontrolle der Konstruktion und der Montage sowie einen gründlichen Test der Schaltanlagen hier und in den USA.
Komplizierte Installation
Die Installation in den USA hatte aber ihre eigenen Tücken. „Normalerweise hat man für Schaltschränke ein Schalthaus, in denen der Zusammenbau von Einheiten bis zu sechs Meter Länge möglich ist“, so Podlich. „Das war in diesem Fall wegen des Gewichts der einzelnen Schaltschränke kaum möglich. Allein eine Schaltschrankeinheit wog über 2000 Kilogramm.“
Zudem musste alles durch einen kleinen Schacht in die E-Räume befördert werden. Das war zum Teil nur mit Einzelfeldern möglich. Dazu wurden spezielle Schienenanschlussstücke, Kabelanbindungen und kurzschlussfeste Kabel benötigt, die alle nach UL zugelassen sein mussten. Ein aus Deutschland für mehrere Wochen angereister Mitarbeiter der Blumenbecker Automatisierungstechnik war für den korrekten Zusammenbau der auseinandergenommenen Einheiten verantwortlich.
Ebenso umfangreich und anspruchsvoll war die Netzwerk-Topologie (wegen der langen Wege wurden diese teilweise in Lichtwelle gelegt). Es mussten zwei CPU Kopfstationen die dahinter angebundenen intelligenten Datensammler, Frequenzumrichter, Aktoren und Sensoren über unterschiedliche Profinet Bus-Ebenen angebunden werden.
Alle Herausforderungen wurden erfolgreich gemeistert und die Schaltanlagen anschließend durch die zuständige US-Aufsichtsbehörde abgenommen und ihre Konformität mit der UL-Norm bestätigt.
Unser Kunde sagt:
»Dank der Erfahrung und Sachkunde von Blumenbecker war die UL-Einzelzulassung diverser Schaltschrankeinheiten kein Problem. Alle anderen Einheiten konnten standardmäßig nach UL gebaut und gelabelt werden.«