디지털을 통하여 전기 엔지니어링 속도 개선

HPS가 사용 중인 EPLAN Platform

Hanseatic Power Solutions(HPS)은 복잡한 배전반을 설계하고 시공하는 데 6~8주밖에 소요되지 않습니다. 이보다 훨씬 빠른 속도를 기록하는 경우도 자주 있습니다. 이는 고도로 일관되고 자동화된 전기 설계가 갖춰져야 가능한 일입니다. HPS는 EPLAN Electric P8 및 EPLAN Pro Panel 외에도 "Copper" 모듈을 사용하며, 최근에는 당사가 새롭게 선보인 EPLAN Cogineer를 사용하고 있습니다.

제다, 메카, 베냉 등지에서 최근 배전반 시스템을 설치했습니다. 또한 많은 시스템이 선박에 설치되어 공해상에서 활약하고 있습니다. 독일 노르더슈테트에 위치한 회사 근처 함부르크-엡펜도르프 대학병원 등에도 대형 HPS 시스템이 설치되어 있습니다.

비상 전원 공급 분야의 핵심 전문성

모든 HPS 시스템에는 한 가지 공통점이 있습니다. 바로 주요 발전 시스템을 제어한다는 것인데요. 상업 부문 매니저인 Michael Grenz는 다음과 같이 설명합니다. “주로 파워 엔지니어링에 관련된 배전반 시스템, 그중에서도 특히 발전소나 공공 건물 내에 있는 비상 발전기에 특히 주력하고 있습니다. 거기에 더해 선박용 압축기 제어 시스템도 다루고 있습니다.” 사내에서 제조되는 제어 및 조작 판넬 등의 제품도 사용되고 있습니다.

HPS는 전문 영역에서 엄청난 성공을 거둬왔습니다. 2009년, 대기업의 분리 분할로 설립된 HPS는 현재 80명에 가까운 직원을 채용하고 있으며, 각 시스템이 독자적인 계획과 다양한 차원을 다루는 능력을 요구하기 때문에 대부분의 직원은 설계자로 구성되어 있습니다. 프로젝트 관리 책임자인 Christoph Lange는 “지금까지 진행했던 것 중 최대 규모 프로젝트에서는 발전소의 비상 전원 공급을 위한 140미터급 배전반을 설계 및 구축했습니다”라고 말했습니다. 해당 시스템은 44개 디젤 엔진의 오일과 냉각재의 예열 등을 제어합니다.

빠른 프로젝트 완수: 6~8주 만에 가능한 배전반 설계, 구축, 인도

HPS는 프로젝트가 대규모이고 특히 일회성 시스템일 때 기한을 촉박하게 세웁니다. Michael Grenz: “계약을 수주한 시점부터 배전반 계획, 승인, 구축, 인도까지 6~8주면 가능합니다. 프로젝트에 대한 시간 압박이 상당하기 때문에 이보다 빨리 완료하는 경우도 있습니다.”

따라서 설계를 빠르게 완료하고 제어 캐비닛 구축에 대한 완벽한 프로세스를 보유하는 것이 매우 중요합니다. 그리고 HPS는 EPLAN Platform을 통해 프로젝트를 빠르게 완수하고 있습니다. 전기 엔지니어들은 EPLAN Electric P8로 작업하며, 제어 캐비닛 구축에는 EPLAN Pro Panel이 사용됩니다. HPS는 반복적인 작업을 최대한 자동화하고자 합니다. Christoph Lange는 다음과 같이 설명합니다. “냉각재 예열 등 개별 기능에 대한 매크로를 생성하여, 설계 프로세스에 드는 시간을 상당히 단축했습니다.”

버스바를 위한 ‘Copper’ 확장 모듈

HPS는 최근 버스바(busbar) 설계 및 제조를 지원하기 위해 EPLAN Pro Panel이 제공하는 ‘Copper’ 확장 모듈을 통해 EPLAN Platform 사용을 한층 강화했습니다. Christoph Lange: “우리 회사는 최대 6300A의 저전압 배전반과 최대 5000A에 달하는 에너지 분배기, 최대 24kV의 중전압 배전반을 설계합니다. 그렇기 때문에 제어 캐비닛에 구리가 많이 사용됩니다.”

해당 모듈을 통해 (가상의) 제어 캐비닛 3D 모델에 버스바를 가상으로 장착해볼 수 있습니다. 그리고 설계자는 이러한 결과를 보고 실제 프로젝트에 옮겨 실행하기만 하면 되는 것입니다. 구리 레일에 대한 개요가 정의될 뿐만 아니라 드릴 구멍도 자동으로 위치가 설정됩니다. 이 모듈은 HPS에게 세 가지 주요 이점을 제공합니다. Christoph Lange: “예전에는 직원들이 모든 단계에 돌입하기에 앞서 측정을 하고 도면을 그려봐야 했습니다. 하지만 이제는 길이를 줄이고, 구부리고, 구멍을 뚫을 때 도면에 따라 작업하기만 하면 됩니다. 이로써 작업 시간이 단축되었을 뿐만 아니라 결과까지 향상되었습니다. 뿐만 아니라, 고객들은 컨셉 단계부터 구리 레일 등 제어 캐비닛 이미지를 3D로 확인할 수 있습니다. 고객들의 반응이 정말 좋습니다.”

통째로 자동화된 케이블 어셈블리와 기계적 생산

구리 레일은 수동으로 프로세싱되어야 하지만, 제어 캐비닛은 처음부터 끝까지 자동으로 제조됩니다. 그리고 여기서 EPLAN Pro Panel이 사용됩니다. 승인을 받으면, 3D 제어 캐비닛 구축에서 생성된 데이터가 자동으로 드릴링을 수행하는 판금 처리 장치로 전송됩니다. 케이블 어셈블리도 비슷합니다. 라우팅에도 EPLAN Pro Panel이 사용됩니다. Christoph Lange: “데이터를 외부 어셈블리 공급업체에게 전송합니다. 이 방식은 아주 완벽하게 작동하고 있으며, 개별 배선에 대한 특수 라벨링 등 높은 수준의 디테일을 포함해 필요한 케이블링을 빠르게 공급받고 있습니다.”

ERP 시스템으로 연결

고객이 설계를 승인하면, 설계자는 3D 뷰와 자재명세서 등 설계 전체를 ERP 시스템으로 전송합니다. 그러면 조달과 사전 작업이 실행됩니다. Michael Grenz: “필요한 부품을 주문하거나 매장에서 가져옵니다.” 프로세스가 진행 중일 때, 재계산을 할 수 있도록 생산 시간이 정확하게 기록됩니다. “프로젝트를 빠르게 완료해야 하는 경우에는 시간과 자재에 주의를 기울이는 것이 특히 중요합니다.”

종이 폴더를 대체하는 디지털 문서

지속적인 디지털 설계는 비단 제조와 설치에만 적용되는 것이 아닙니다. Michael Grenz: “예전에는 고객이 원하는 언어로 최대 20개의 폴더를 구성해서 문서를 전달했습니다. 하지만 이제는 모든 제어 캐비닛에 QR 코드가 있기 때문에 사용자는 이 코드를 스캔해서 회로도, 시스템 설명서, 캐비닛 부품 관련 조작 설명서 등 필요한 문서를 다운받을 수 있으며, 최신 업데이트 문서를 제공받을 수 있습니다.”

HPS는 최근 활동 영역을 중전압 시스템 설계 및 구축까지 확대했으며, EPLAN Electric P8을 사용해 관련 회로도를 생성하고 있습니다. Christoph Lange: “시스템에 필요한 데이터를 입력하고 있습니다. 그리고 우리 설계자들은 EPLAN Data Portal을 아주 활발하게 사용 중입니다.”

곧 도입될 또 다른 자동화 솔루션

HPS는 EPLAN이 최근 회로도 자동 생성을 위해 새롭게 선보인 규칙 집합 기반 소프트웨어인 EPLAN Cogineer를 곧 도입할 예정입니다. 해당 솔루션을 사용하면 높은 수준의 프로그래밍 지식 없이도 규칙 집합과 구성 인터페이스를 빠르고 직관적으로 생성할 수 있습니다. 매크로 기술 경험만 있으면 됩니다. EPLAN Cogineer를 도입하려는 이유는 회로도 설계를 더욱 효율적이고 빠르게 하기 위해서입니다. 그리고 이 목표는 이미 이루어진 게 분명해 보입니다. Christoph Lange: “해당 시스템의 테스트 버전을 사용한 뒤 확신이 들었습니다. 실행까지는 형식적 절차만을 남겨두고 있습니다.” HPS는 EPLAN이 5월에 선보인 새로운 자동화 시스템을 전 세계에서 가장 먼저 사용한 기업 중 하나가 되었습니다.

Hanseatic Power Solutions (HPS) reckon on just 6–8 weeks to design and construct highly complex switchgears – and they’re often even faster. This is possible only by electrical design being as consistent as possible and highly automated. In addition to EPLAN Electric P8 and EPLAN Pro Panel, HPS are also using the “Copper” module and, just recently, the new EPLAN Cogineer.

Jeddah, Mecca, Benin City. These are some of the locations where personnel from Hanseatic Power Solutions GmbH (HPS) have recently installed switchgear systems. Many systems are also travelling the high seas, i.e. on ships. There are also large HPS systems in locations neighbouring the company base in Norderstedt, Germany – e.g. at the University Medical Center Hamburg-Eppendorf (UKE).

Core expertise in emergency power supplies

All HPS systems have one thing in common – they all operate major energy generation systems. Michael Grenz, commercial manager: “We mainly focus on switchgear systems in power engineering, especially emergency generators, e.g. in power plants and public buildings. A further area of activity concerns compressor control system on ships.” In-house manufactured products such as controls and operating panels are also being used.

HPS has been exceptionally successful in its specialist area of work. The company was created only in 2009, as a spin-off from a large group of companies, and now employs around 80 staff who include many designers due to each system requiring individual planning and being capable of reaching huge dimensions. Christoph Lange, head of project management: “In our largest project so far, we designed and constructed 140 metre switchgears for the emergency energy supply for a power plant.” The system controls, for example, the pre-heating of oil and coolant for 44 diesel engines.

Quick project completion: 6–8 weeks for design, construction and delivery of the switchgears

The time schedules that HPS sets itself are very tight especially because the projects are large and, without exception, concern one-off systems. Michael Grenz: “From the award of a contract, we reckon on 6–8 weeks for planning, approval, construction and delivery of the switchgear. We often manage it much quicker because time pressures on projects is high.”

Fast completion of the design phase and perfect processes in the construction of control cabinets are therefore required. This is achieved by HPS using the EPLAN Platform. Electrical engineers work with EPLAN Electric P8, and EPLAN Pro Panel for control cabinet construction. They aim to automate repeatable tasks as far as possible. Christoph Lange gives an example: “We have created macros for the individual functions such as the pre-heating of coolant. This significantly speeds up the design process.”

“Copper” extension module for busbars

HPS recently extended the EPLAN Platform with the “Copper” extension module from EPLAN Pro Panel to support the design and manufacture of busbars. Christoph Lange: “We design low-voltage switchgears up to 6300 A, energy distributors up to 5000A and medium-voltage switchgears up to 24kV. A lot of copper is therefore built into the control cabinets.”

The module enables the busbars to be mounted virtually in a 3D model of the (also virtual) control cabinet. The designer then simply transfers the results into the overall project. Not only are the outlines of the copper rails defined but drill holes are also automatically positioned. This gives HPS three main benefits. Christoph Lange: “Previously, staff to measure and draw prior to every step. Now they simply work according to the drawings when shortening, bending and drilling. This saves time and the results also look better. Furthermore, the customer can view a 3D image of the control cabinet including copper rails already at the conception phase. Our customers really like this.”

Cable assembly and mechanical production – all automated

While the copper rails are manually processed, manufacturing of the control cabinets is automated throughout. EPLAN Pro Panel is used here. Following approval, data from the 3D control cabinet construction is sent to a sheet metal processing unit which automatically carries out drilling. Cable assembly is carried out similarly. EPLAN Pro Panel is used for the routing. Christoph Lange: “We send data to an external assembly provider. This works perfectly and we are quickly supplied with the required cabling including a high level of detail such as the special labelling of individual wires.”

Links to the ERP system

Once the design has been approved by the customer, the designer sends the complete design, including 3D views and bills of material, to an ERP system. Procurement and prework are then carried out. Michael Grenz: “We order all the necessary components or retrieve them from the stores.” In an ongoing process, production times are recorded precisely so that recalculations can also be made: “In projects subject to quick completion, it is especially important to keep a close eye on time and materials.”

Digital documentation in place of paper folders

Consistent digital design extends beyond manufacturing and installation. Michael Grenz: “Previously, we provided documentation in the required language in up to 20 folders. Every control cabinet today gets a QR code. The user scans the code and downloads documents such as schematics, system descriptions and operating instructions for the components for the relevant cabinet –and the user can be assured that the documentation is always current because we constantly keep it up-to-date.”

HPS recently added the design and construction of medium voltage systems as another field of activity, with the schematics being created with EPLAN Electric P8. Christoph Lange: “We are feeding the system with the necessary data. The designers are intensively using the EPLAN Data Portal.”

Further automation solutions to be implemented soon

Another ongoing project is the implementation of EPLAN Cogineer, the new rule-set based software for automated generation of schematics. A rule set and configuration interface can be created fast and intuitively without requiring any high-level programming knowledge. Only experience in macro technology is required. The aim of developing EPLAN Cogineer was to make schematic design more efficient and faster. And this has obviously been achieved. Christoph Lange: “The system’s test version convinced us. Only the formalities are now required to complete implementation.” HPS again needed to be quick and become one of the first users worldwide to apply this new automation system – it was launched by EPLAN just recently in May.