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Benedikt Muschett

• Automatisierung in der Transformatorenproduktion ist aufgrund der individuellen Fertigung eine große Herausforderung, jedoch für den nachhaltigen Unternehmenserfolg unumgänglich. Deshalb wird punktuell in jenen Bereichen automatisiert, die sich als geeignet erweisen. Die Systemanforderungen sind hierbei vor allem der Umgang mit einer großen Bandbreite an verschiedenen Bauformen. Diese wissenschaftliche Arbeit befasst sich mit der Automatisierung der Aktivteil-Vormessung von Transformatoren. Besonders wird auf die Realisierung einer autonomen Umschaltvorrichtung für den Stufenschalter während des Prüfprozesses eingegangen. Dafür wird zuerst die Funktionsweise und der Aufbau der verschiedenen Stufenschalter-Bauformen behandelt und mittels Versuche deren benötigter Kraft- und Momentaufwand für eine Schalthandlung erfasst. Daraus folgend wird die geeignete Antriebstechnik und Sensorik eruiert und verschiedene Konstruktionskonzepte der Umschaltvorrichtung evaluiert. Das geeignetste Konzept wird umgesetzt, über eine Simatic S7 SPS gesteuert und in einem Versuchsaufbau getestet. Mit dem dadurch entwickelten und optimierten GRAPH-Programm ist der Prototyp in der Lage, verschiedenste Bauformen von Stufenschalter zu bedienen. Ebenfalls Teil dieser Arbeit ist die Konzeptionierung einer automatisierungs- und normgerechten Prüfzelle, um Messungen ohne Anwesenheit von Personal durchführen zu können. Die Ergebnisse dieser Versuche helfen bei der Verbesserung von Hard- und Software und zeigen Herausforderungen und Lösungswege für die Implementierung in die Fertigungslinie auf.
• Automation in transformer production is a major challenge due to rising individualisation in production. It is essential for the sustainable success of the company. Therefore, automation is carried out selectively in those areas that prove to be suitable. The system requirements here are above all the handling of a wide range of different designs. This thesis deals with the automation of the active part pre-measurement of transformers. Particular attention is given to the realization of an autonomous switching device for the no-load-tap-changer during the test process. First, the mode of operation and the structure of the various tap-changer designs are dealt with. This includes the testing and recording of their attempts at force and torque required for a switching operation. Based on this step subsequently the appropriate drive technology and sensors are determined and various design concepts of the changeover device are evaluated. The most suitable concept is implemented, controlled by a Simatic S7 PLC and tested in an experimental set-up. As a result, a GRAPHprogram is developed that will enable the prototype to operate a wide variety of no-load tap-changers. A further part of this thesis is the conceptual design of an automation and standard-compliant test cell to perform measurements without the presence of personnel. The results of these experiments help to improve hardware and software and show challenges and solutions for implementation in the production line.