Al fine di garantire la massima affidabilità dell'alimentazione per l'assemblaggio finale, Airbus ha implementato approfondite misure di per la ristrutturazione dell'unità di distribuzione principale a bassa tensione della sua famiglia di aerei di successo A320. Appoggiandosi alla tecnologia di Eaton, il sistema preesistente è stato rinnovato in conformità agli standard più all'avanguardia per il monitoraggio, la sicurezza e la protezione del personale.
Ubicazione: Amburgo, Germania
La sfida: Modernizzare un’unità di distribuzione a bassa tensione per migliorare la disponibilità e la sicurezza del sistema.
La soluzione: Quadro elettrico Modan, sistema di logging e visualizzazione BreakerVisu, interruttori digitali IZM e NZM, sistema di cablaggio Smart-Wire-DT, sistema diagnostico per il monitoraggio continuo della temperatura, sistema di protezione da archi elettrici Arcon.
I risultati: Un sistema pari al nuovo, dotato di un'ampia funzionalità di monitoraggio collegata al sistema di controllo che consente l'analisi dei dati anche per i singoli interruttori. I picchi di temperatura imprevisti nei punti critici vengono segnalati in anticipo e lo spegnimento è rapido e affidabile in caso di guasti legati ad archi elettrici.
Background
Il sito Airbus ad Hamburg-Finkenwerder è il più grande impianto di produzione di aerei europeo situato in Germania. In questo sito avviene inoltre l’assemblaggio finale della famiglia di prodotti A320. La produzione su tre linee di assemblaggio finale ad Amburgo è attiva 24/7 per rispondere alla cospicua domanda di questa popolare gamma di aerei. Sul sito vengono prodotti oltre venti aerei al mese. La linea di assemblaggio si snoda in quattro stazioni di controllo, attraverso cui l’aereo deve passare in pochi giorni come se fosse su un nastro trasportatore. Nelle diverse stazioni, ad esempio, le sezioni della fusoliera vengono assemblate alle ali, vengono installati gli stabilizzatori verticali, gli equilibratori, i motori, i carrelli di atterraggio e i sedili. Nell’hall numero 9, appartenente alla linea di assemblaggio finale, le stazioni individuali di alimentazione possono essere diminuite o aumentate in base alla necessità in modo che l’aeromobile possa essere fatta muovere liberamente nell’hall tra di esse.
La sfida (Massimizzare la disponibilità del sistema e la sicurezza del personale)
L’unità principale di alimentazione a bassa tensione per la hall 9 ha utilizzato il quadro elettrico di alta qualità Modan® per molti anni. Nell’ambito della ristrutturazione, Airbus ha deciso di potenziare i sistemi in uso per ottimizzare la disponibilità dell’alimentazione. Per i team Airbus che si occupano di manutenzione ed energia, questo significava assicurare la massima affidabilità tecnica del sistema e una capacitá di monitoraggio estensiva tramite una connessione al sistema di gestione dell’edificio, oltre ad una protezione più ampia per il personale. La sostituzione dell’intero sistema non era un’opzione realizzabile in quanto sarebbe stata possibile solo dopo numerose settimane di lavoro e avrebbe causato un arresto della produzione. Il sistema esistente doveva quindi essere ristrutturato.
La Soluzione (Ristrutturazione di una soluzione completa)
Nel contesto del progetto, l’azienda produttrice di aeromobili ha lavorato con Eaton per sviluppare una soluzione completa, compreso il sistema di monitoraggio del quadro e il monitoraggio continuo della temperatura nei punti critici oltre alla protezione da guasti legati ad archi elettrici. Gli interruttori digitali IZM della serie Moeller di Eaton sono alla base di questa soluzione, essi offrono uscite da 630 a 4000 A con unità di commutazione elettronica e funzioni di misurazione. Questi interruttori automatici sono in grado di trasmettere dati dettagliati al sistema di logging e visualizzazione BreakerVisu®, ad esempio al verificarsi di sovracorrenti, sottocorrenti o sovraccarichi. Tutti gli interruttori digitali NZM sono stati compresi nel concetto di monitoraggio. Questo processo è risultato semplice grazie al sistema di collegamento e comunicazione intelligente SmartWire-DT. Il collegamento diretto di BreakerVisu al sistema di gestione dell’edificio rende ora possibile al team Airbus di richiedere tutti i dati relativi all’alimentazione nel dettaglio tramite visualizzazione web, in questo modo le deviazioni possono essere identificate più velocemente e gli errori corretti prontamente.
Il sistema di diagnostica Eaton per il monitoraggio della temperatura rende ora, per la prima volta, possibile monitorare continuamente la temperatura delle aree critiche del quadro. In base ad una pratica comune e agli standard del settore, Airbus conduceva visoni termiche ad intervalli regolari, questo approccio, offre tuttavia solo una panoramica temporanea della situazione del carico. Inoltre, i punti nascosti del quadro non facilmente accessibili - ad esempio i collegamenti dietro al quadro di corrente di rete - non possono essere monitorati con questo metodo.
La nuova soluzione di Eaton si basa su un dispositivo di controllo (controller diagnostico), su sensori autonomi di temperatura per il monitoraggio delle barre bus e dei punti di connessione oltre che su versatili sensori di temperatura per il monitoraggio di tutti gli altri punti di misurazione. I valori di temperatura vengono trasmessi tramite wireless al controller ad intervalli regolari (approssimativamente ogni 10 minuti). La connessione wireless semplifica l’installazione e mantiene l’area delle barre bus priva di conduttori. All’interno del progetto sono stati installati sul quadro oltre 80 sensori di temperatura per la hall 9.
Tra le altre cose, Eaton ha memorizzato le soglie di temperatura del sistema Modan all’interno del controller. Il comportamento termico del sistema è stato analizzato in una serie di test e mappato in operazioni matematiche di conseguenza. In caso di deviazioni, il sistema genera un messaggio di avvertenza sulla presenza di un errore o avvia un allarme al superamento di determinate soglie. Il messaggio viene lanciato tramite BreakerVisu al sistema di controllo presso Airbus, in maniera tale che l’errore possa essere corretto prima che si sviluppi una situazione critica.
Per migliorare l’unità di distribuzione di rete in termini di sicurezza del personale, vista la precedente esperienza di Airbus con il sistema di protezione da archi elettrici Arcon® di Eaton in un altro sito, il sistema è stato ristrutturato inserendo anche qui la protezione di Arcon. La ristrutturazione è stata completata in poche ore grazie ai sensori new point.
I risultati: (Massima affidabilità e qualità come quella di un prodotto nuovo)
Dopo la riuscita dell’implementazione, Airbus è si è dichiarata soddisfatta dei risultati ottenuti con il progetto. Il concetto è stato sviluppato in cooperazione con Eaton, dimostrando efficienza e offrendo la profonda e dettagliata conoscenza del sistema che i team di manutenzione e alimentazione si aspettavano. L’unità di distribuzione di rete della hall 9 è ora completamente aggiornata dal punto di vista tecnologico. L’implementazione è durata solo un fine settimana grazie alla preparazione e alla stretta collaborazione con i team di produzione. Il quadro è stato spento alle 10 di sera di un venerdì dell’Ottobre 2015 ed era pronto a funzionare nuovamente entro le 6 di sera della domenica, in maniera tale da rendere possibile il riavvio della produzione il lunedì. Dopo la ristrutturazione, il sistema è stato nuovamente ispezionato e rettificato ottenendo una garanzia di 36 mesi, rendendolo così pari ad un prodotto nuovo. Sulla base di questa esperienza Airbus sta ora prendendo in considerazione l’espansione di questo concetto ad altre hall sul sito di Finkenwerder.