Techniker Abschlussprojekt: Von der Idee zum fertigen Messkoffer!
Staatlich geprüfte Techniker sind in der Industrie unverzichtbare Allrounder. Die Techniker arbeiten in der Forschung, im Projektmanagement oder der Entwicklung, übernehmen Aufgaben in der Arbeitsvorbereitung der Produktion oder sind als Abteilungs-, Produktions- und Betriebsleitung tätig.
Die Techniker sichern die Qualität von Produkten und sind häufig auch für die Ausbildung von Nachwuchsfachkräften verantwortlich. Bevor der Titel des „Staatlich geprüften Technikers“ getragen werden darf, stehen umfangreiche Prüfungen auf dem Programm – und ein Techniker Abschlussprojekt. Bei unserem angehenden Techniker Eduard Fink kam die Idee zu dem Techniker Abschlussprojekt im Gespräch mit einem Kollegen aus dem Bereich Pumpentechnik.
Die Idee: „Wir brauchen einen automatisierten Messkoffer!“
In dem Bereich Pumpentechnik werden Messkoffer eingesetzt, um im mobilen Einsatz direkt bei den Kunden vor Ort Ringkolbenpumpen auf Dichtheit zu überprüfen. Mitarbeiter Denis Gebhardt ist spezialisiert auf Dichtheitsprüfungen – und trat mit einer konkreten Anfrage an den zukünftigen Techniker Fink heran. „Wir könnten einen automatisierten Messkoffer für die Dichtheitsprüfungen an Ringkolben gebrauchen. Wäre das nicht eine super Idee für dein Abschlussprojekt?“ Viel zu überlegen gab es da bei Eduard Fink nicht – die Idee wurde mit großer Begeisterung übernommen. Gemeinsam mit dem Kollegen Markus Winkler, der zukünftig den Messkoffer bedienen soll, ging man ins Gespräch und legte die ersten Parameter für den Funktionsumfang fest.
So funktioniert ein Messkoffer für die Dichtheitsprüfung
Im Rahmen der Dichtheitsprüfung wird ein Faltenbalg, der sich im Inneren der Pumpe befindet, mit dem Edelgas Argon befüllt. In genau definierten zeitlichen Abständen wird sodann der Druck mittels eines Druckschalters überwacht. Sollte der Druck von dem vorgegebenen Druck-Sollwert zu stark abweichen, wird ein Fehlerwert ausgegeben.
In der Pumpe liegt dann höchstwahrscheinlich eine Leckage vor, was eine Prüfung des Faltenbalges auf Beschädigungen unabdingbar macht. Damit die Dichtheitsprüfung von unseren Service-Technikern direkt an den Ringkolbenpumpen durchgeführt werden können, bedarf es einem mobilen Aufbau des komplexen Messsystems. Genau hier kommen die Messkoffer ins Spiel.
Vor der Montage steht die Auswahl
Im Rahmen des Abschlussprojektes zeigte sich, dass gerade die Auswahl des passenden Koffers eine ganz schön zeitaufwändige Sache sein kann. Denn der Messkoffer soll einerseits so kompakt wie möglich sein, handlich und nicht zu groß – und andererseits sollen natürlich auch alle benötigten Betriebsmittel hineinpassen. Nach einiger Zeit der intensiven Recherche wurde aber der optimale Koffer gefunden. Der Aufbau konnte beginnen.
Die Montage beginnt
Für einen sicheren Halt der einzelnen Komponenten im Messkoffer wurden zwei Hutschienen installiert. Unter Hutschienen versteht man in der Elektroinstallationstechnik eine Tragprofilschiene aus Metall mit einem Profil, das im Querschnitt dem namensgebenden Hut ähnelt. Die Hutschienen ermöglichen die einfache, schnelle und sichere Befestigung unterschiedlicher Betriebsmittel. Im Rahmen des Techniker Abschlussprojekts wurden Netzteile, Klemmen, Relais, Schütze, Sicherungen und Mikrocontroller auf den Profilschienen befestigt.
Der untere Teil des Koffers wurde sodann mit einem Aluminiumblech ausgerüstet, das als Grundplatte für weitere Komponenten dient. Für die Bedienung des Messkoffers und zur Visualisierung der Messvorgänge setzte Eduard Fink auf ein 10.1“ LCD-Touchscreen-Display. Weiterhin fanden Kaltgerätestecker zur Spannungsversorgung sowie zum Ein- und Ausschalten des Messkoffers, ein Einbaugehäuse zur Spannungsversorgung der Vakuumpumpe (400V), Einbausteckverbinder zum Anschluss der notwendigen Sensoren wie Schwimmerschalter und Druckschalter sowie ein Magnetblock mit vier Magnetventilen ihren Platz auf der Alu-Grundplatte.
Ziemlich voll ist er jetzt, der Messkoffer. Allerdings noch lange nicht fertig, denn nach der Montage ist vor der Verdrahtung!
Eine sorgfältige Verdrahtung ist der Garant für Funktionalität
Die einzelnen Komponenten auf der Alu-Grundplatte und den Hutschienen wurden nun durch Fink im Koffer verdrahtet. Neben der 400V Spannungsversorgung für die Vakuumpumpe, geschaltet über einen Schütz, mussten auch die 230V Spannungsversorgung für die Netzteile, die 24V Spannungsversorgungen für den Mikrocontroller, die Sensoren und Ventile und eine 5V Leitung für das Touchscreen-Display verdrahtet werden. Was für den Laien ein undurchschaubares Dickicht an unterschiedlichen Drähten ist, ist für den Profi ein Grund zur Freude. „Ein wirklich hervorragendes, durchdachtes und übersichtliches Layout, was Kollege Eduard da realisiert hat“, so die zufriedene Aussage eines Kollegen. Dann ist der Koffer wohl fertig – oder doch nicht?
Programmierarbeiten als Finale
Damit Mikrocontroller ihre zugedachte Aufgabe erfüllen können, müssen sie mit Informationen gefüttert werden. Auch das Programmieren der Controller, in diesem Fall ein Raspberry Pi, wurde durch den angehenden Techniker Eduard Fink im Rahmen des Techniker Abschlussprojektes durchgeführt. Konkret wurde ein Ablaufprogramm sowie die Visualisierung mit dem Programm CODESYS erstellt. Nach der Erstellung des ersten Ablaufprogramms und der Visualisierungselemente für die Benutzeroberfläche wurde eine erste Simulation innerhalb der Programmier-Umgebung durchgeführt. Die Simulation verlief auf Anhieb erfolgreich, so dass das fertige Programm auf den Raspberry Pi aufgespielt werden konnte. Somit war der Messkoffer bereit für seinen ersten Testlauf in der realen Welt.
Kleine Anpassungen nach dem Testlauf
Nach einigen Hardware-Tests wurde festgestellt, dass die Abläufe innerhalb der Simulation zwar funktionierten – aber für einen echten Einsatz doch noch einige Programmanpassungen und Optimierungen an der Benutzeroberfläche notwendig waren. In enger Zusammenarbeit mit dem Kollegen Markus Winkler gelang es Eduard Fink in recht kurzer Zeit, den Messkoffer voll funktionstüchtig zu übergeben. Nach erfolgreich durchgeführtem Projekt fehlten nun noch zwei weitere Bausteine: Eine Dokumentation mit rund 80 Seiten Inhalt und eine Präsentation des gesamten Techniker Abschlussprojekts. Keine Frage, dass auch diese beiden finalen Hürden von unserem Experten Fink mühelos gemeistert wurden.
Nach 16 Wochen war es endlich so weit. Der Messkoffer konnte in die ersten echten Einsätze gehen und Eduard Fink erhielt das hart erarbeitete Abschlusszeugnis zum staatlich geprüften Techniker.
Wir gratulieren Herrn Fink herzlich zum großartigen Erfolg und freuen uns auf eine weitere, gute Zusammenarbeit!