Instrumentatie- en controletechniek voor HVAC-systemen

Soms moet je gewoon geluk hebben. Tijdens een toevallig bezoek aan een EPLAN-stand op een beurs maakten enkele medewerkers van AL-KO THERM GMBH kennis met EPLAN Engineering Configuration (EEC) – het systeem dat een eenvoudige, consistente configuratie van mechatronicasystemen mogelijk maakt. Vandaag maken de werknemers van AL-KO Therm wereldwijd gebruik van EEC als configuratiesysteem, waardoor de bouw van instrumentatie en controlesystemen (meet- en regeltechniek) veel eenvoudiger verloopt.

Verwarmings-, ventilatie- en airconditioningsystemen (HVAC) worden modulair opgezet met gebruikmaking van filters, warmtewisselaars, ventilatoren en warmteterugwinningseenheden. Dat is duidelijk te merken aan de systemen die door de Duitse firma AL-KO THERM GMBH in Jettingen-Scheppach, bij Augsburg, worden gemaakt. Elke functie bevindt zich in een apart ondergebrachte module. Bezoekers aan de fabriek zullen versteld staan van het grote aantal systemen en de omvang van de productiefaciliteit. Als marktleider levert AL-KO THERM elk jaar zo’n 5000 individueel ontworpen systemen.

5000 unieke systemen per jaar

Elk van de 5000 systemen wordt op maat ontworpen en gebouwd, uitgaande van de specifieke behoeften. Een goed werkend technisch proces is daarvoor onontbeerlijk. Het hart van dit proces wordt gevormd door de intern bij AL-KO ontwikkelde mechanische ontwerpsoftware ‘Klim@Soft’. Nico Frühinsfeld, projectleider meet- en regeltechnologie: "Klim@Soft is de voornaamste tool. Hij kan aan EPLAN Electric P8 worden gekoppeld voor elektrotechniek, en aan SAP voor commerciële taken." Daar werd al langere tijd met een consistent, continu proces gewerkt, maar bij meet- en regeltechniek was dat niet het geval. De meet- en regeltechniek omvat de volledige controle en monitoring van alle functies, zoals luchtstromen, temperatuur en luchtvochtigheid, plus de instellingen van een hele reeks schuiven en kleppen. De klant kiest of hij een geïntegreerd controlesysteem bij AL-KO Therm koopt of een eigen systeemintegreerder gebruikt. Projectleider Nico Frühinsfeld legt uit hoe de workflow eruit ziet: "Een gespecialiseerd ontwerper bepaalt wat de noodzakelijke parameters zijn en vraagt ons via een installatiebedrijf om een offerte voor het systeem. Het liefst leveren wij zo’n systeem met onze AL-KO controletechnologie, die we ART noemen. Maar alle verschillende systeemonderdelen, waaronder de meet- en regeltechniek, krijgen een aparte offerte, dus we moeten ook systemen zonder meet- en regeltechnologie kunnen leveren."

Doel: geautomatiseerd ontwerp van meet-en regeltechniek

Als systeemleverancier wil AL-KO THERM zo veel mogelijk systemen met meet- en regeltechnologie leveren. Daarbij zitten echter vaak verkoop- en marketingprocedures in de weg. Tijdens de offertefase is de meet- en regeltechniek te complex om snel in een offerte te worden opgenomen, terwijl er meestal een optie bestaat om de systemen zonder meet- en regeltechnologie te leveren. Om dit probleem te verhelpen, wilden de verantwoordelijken van AL-KO graag een geautomatiseerde meet- en regel ontwerpoplossing. In 2010 zag een eerste idee voor zo’n geautomatiseerd ontwerp het licht, maar dat werd al snel terzijde gelegd. Interne ontwikkeling van zo’n configurator was weliswaar mogelijk, maar het was te duur, vooral omdat hij continu onderhoud nodig had. Dankzij een bezoek aan een vakbeurs in het najaar van 2014 werd het ‘configuratorproject’ nieuw leven ingeblazen. Terwijl zijn collega's met de EPLAN-experts in gesprek waren over een specifiek project, keek Nico Frühinsfeld rond op de stand – en toen ontdekte hij EPLAN Engineering Configuration, afgekort EEC.

Een gelukkige vondst: de basis voor een meet-en regelconfigurator

Al snel werd duidelijk dat deze oplossing aan al AL-KO's basisvereisten voor een configurator voldeed. Bovendien was ze gemakkelijk te implementeren, want AL-KO werkte al met EPLAN Electric P8. Meet- en regeltechniek kon daardoor gemakkelijk in het bestaande continue proces worden geïntegreerd. EEC werd dus meteen geïnstalleerd.

Deze module biedt de hoogst mogelijke mate van automatisering voor meet- en regelconfiguratie. Hij is ook gekoppeld aan EPLAN Electric P8 en aan Klim@Soft – en dus ook aan SAP – dus de integratie in een continu en consistent proces is echt optimaal te noemen. Het technische meet- en regelproces wordt er veel eenvoudiger door. Nico Frühinsfeld: "Onze versie van EEC doet veel meer dan 'alleen' de configuratie. We gebruiken haar voor alle controleprocessen. Ze genereert automatisch de schema's en materiaallijsten voor meet- en regel-design." Voor de meet- en regelspecialisten van AL-KO THERM was het van vitaal belang dat de configuratie zo eenvoudig en praktisch mogelijk werd gemaakt: "Machinebouw blijft de focus in onze sector. Van EEC-gebruikers moet dus niet worden gevraagd dat ze meet- en regelexperts zijn."

"Ons tempo ligt veel hoger dan voorheen"

De configurator ‘leest’ de door de ontwerper geselecteerde componenten en de logica die daaraan ten grondslag ligt, zoals door de meet- en regelcircuits en -componenten wordt vereist. De configurator detecteert op die manier bijvoorbeeld of vochtigheidsbeheersing nodig is. Uiteraard kunnen ook de gebruikers elk type controle specifieker definiëren en bepalen. Dankzij een accessoirelijst kunnen de opties met een enkele klik worden geselecteerd, waarna het systeem die opties integreert in het elektrisch en meet- en regelplan.

Wanneer de configurator het uiteindelijke meet- en regelschema aan Klim@Soft overdraagt, zitten de schematische en kabelopstelling er al bij. Klim@Soft stuurt het meet- en regelplan dan door naar SAP, dat de benodigde onderdelen ophaalt of bestelt. In deze fase zijn de kosten voor de meet- en regelcomponenten al bekend.

En bovendien kunnen de ontwerpers veel sneller werken doordat het proces zo consistent en continu verloopt. Nico Frühinsfeld: "In het verleden vormde meet- en regeltechniek een vertragingsfactor voor ons ontwerpproces. Vandaag is dit niet alleen veel sneller, maar we zijn er ook zeker van dat er geen fouten worden gemaakt." Dit geldt ook voor speciale toepassingen die voor specifieke controlesystemen worden ontworpen, zoals explosiepreventie of systemen voor de farmaceutische industrie, ziekenhuizen of nautische techniek. Zo maken cruiseschepen gebruik van AL-KO Therm-systemen voor airconditioning.

1000 gebruikers wereldwijd via veld- en kantoorverkopen

Inmiddels zijn 100 van de 1000 actieve Klim@Soft-gebruikers opgeleid om de configurator te gebruiken. Niet al die gebruikers hoeven meet- en regeltaken uit te voeren. Voor de kantoor- en veldverkopen wordt hij zowel op vaste als mobiele toestellen gebruikt. Er zijn meerdere taalversies beschikbaar. Chinese karakters worden ondersteund, want AL-KO THERM heeft een fabriek in China. De webgebaseerde versie van EEC wordt gebruikt, dus in de ervaring van de gebruiker vinden de updates automatisch plaats.

Bij automatisering wordt haast altijd de vraag gesteld: hoeveel kan er worden bespaard? Voor AL-KO is dat niet waar het om draait. Nico Frühinsfeld: "Wij wilden het aandeel verkochte systemen verhogen dat inclusief meet- en regeltechnologie werd aangekocht – en daar zijn we in geslaagd."

De verantwoordelijken bij AL-KO THERM zien ook andere voordelen, zoals de hoge mate van ontwerpprecisie en de transparante kosten dankzij koppelingen met Klim@Soft en SAP. De samenwerking met EPLAN is ook heel goed verlopen. Het zal daarom geen verbazing wekken dat AL-KO verdere plannen heeft met de configurator. Nico Frühinsfeld: "We kunnen ons goed voorstellen dat ontwerpers het systeem ook zullen gebruiken om automatisch de parameters voor onze controlesystemen te configureren. De systeemcontrole zou zijn parameters dan rechtstreeks vanuit SAP krijgen."

Feedback van klanten

Nico Frühinsfeld, verantwoordelijke voor meet- en regeltechniek en voor de implementatie van de EEC-gebaseerde configurator bij AL-KO THERM: "In het verleden vormde meet- en regeltechniek een vertragingsfactor voor ons ontwerpproces. Vandaag is dit niet alleen veel sneller, maar we zijn er ook zeker van dat er geen fouten worden gemaakt."

Alexander Saumer, verantwoordelijke voor meet- en regeltechniek en voor de implementatie van ART (AL-KO controletechnologie) bij AL-KO THERM: "Zonder de configurator is het ontwerp van een efficiënt controlesysteem in alle opzichten ondenkbaar."

Benedikt Wiedemann, verantwoordelijke voor elektrotechnisch ontwerp bij AL-KO THERM: "De configurator biedt ons extra mankracht en stelt mij in staat te focussen op het behoud en de verdere ontwikkeling van designmacro's".