Entwicklung, Programmierung, Installation und Inbetriebnahme einer hochausfallsicheren Steuerung für zwei Vakuumanlagen im Forschungsbereich

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR)

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Göttingen betreibt zwei Großanlagen, in denen Antriebssysteme für Raumfahrzeuge getestet werden. Ein gemeinsames Merkmal der Anlagen ist, dass diese hierzu ein weltraumähnliches Hochvakuum bereitstellen können.
Die neue Anlage (STG-ET) wurde im Jahr 2010 für elektrische Weltraum-Antriebe aufgebaut. Die STG-ET besitzt noch keine Anlagensteuerung, ist aber im Handbetrieb funktionsfähig. In ihr sollen moderne elektrische Antriebe untersucht werden. Dabei handelt es sich um sehr aufwändige und teure Versuchskampagnen, und es werden hohe Anforderungen an die Zuverlässigkeit und Ausfallsicherheit der Anlagensteuerung gestellt.
Die zweite Anlage (STG-CT) steht für chemische Klein-Antriebe zur Verfügung und wurde im Jahr 1992 in Betrieb genommen. Diese Anlage wird mit einer Siemens S5 Steuerung betrieben.
Um das erforderliche Vakuum zu erreichen, werden mechanische Vakuumpumpen und Kryopumpen eingesetzt. Die räumliche Nähe beider Anlagen erlaubt es, das zum Betrieb der Tiefsttemperatur-Pumpen (4 Kelvin) notwendige flüssige Helium (LHe) und den flüssigen Stickstoff (LN2) gemeinsam zu nutzen. Der Anlagenbetrieb wird bzw. soll über die Messwarte gesteuert und überwacht werden.
Zurzeit werden über die vorhandene Steuerung die STG-CT Anlage und die komplette Flüssiggasversorgung (LHe und LN2) gemeinsam gesteuert und überwacht. Das teure Helium befindet sich in einem Kreislaufsystem und wird vor Ort wieder verflüssigt. Der Stickstoff wird nach der Verwendung in die Atmosphäre abgeführt.
Geplantes Projekt.
Das Projekt soll die Steuerungen in drei Blöcke unterteilen und die Teilsteuerungen neu entwickeln. Die Arbeiten gliedern sich folgendermaßen in die Blöcke:
1. Block 1 Anlagensteuerung STG-ET,
2. Block 2 Anlagensteuerung STG-CT,
3. Block 3 Anlagensteuerung STG-KM.
1.1. Steuerung ET (Elektrische Triebwerke).
Die STG-ET benötigt zum Betrieb eine SPS-Steuerung. Die Steuerung muss unabhängig von den anderen Blöcken laufen und hochverfügbar sein, um:
— die empfindlichen Komponenten (Triebwerk, Pumpen, Kryotechnik, …) nicht zu zerstören,
— einen teuren Langzeittest (1 Jahr und mehr) von Kunden nicht zu gefährden,
— die Sicherheit von Mensch und Umwelt zu gewährleisten.
Diese Steuerung muss komplett neu entworfen und installiert werden.
1.2. Steuerung CT (Chemische Triebwerke):
Die vorhandene Steuerung der STG-CT soll durch eine moderne Steuerung ersetzt werden. Der eingegliederte Teil der Flüssiggasversorgung soll entfallen. Die Peripherie wie Sensoren, Aktoren und Verkabelung soll in die neue Steuerung mit übernommen werden, sofern es technisch-wirtschaftlich sinnvoll ist. Aufgrund der kurzen und beaufsichtigten Versuchsdauer ist hier eine hochverfügbare SPS nicht erforderlich.
1.3. Steuerung KM (Kryogene Medien):
Das dritte Teilprojekt stellt die Steuerung für die kryogenen Medien (KM, Flüssiggassteuerung genannt) dar. Diese wird von der alten STG-CT Steuerung abgekoppelt und erhält eine eigene SPS. Auch wenn beide Vakuumanlagen nicht in Betrieb sind, so muss diese Steuerung ständig verdampfendes Helium überwachen und den Heliumkreislauf im Dauerbetrieb (24h/365d) steuern. Dieser Umstand und die gemeinsame Nutzung zusammen mit der STG-ET macht es notwendig, diese Steuerung ebenfalls als hochverfügbar auszulegen.
Um an der Ausschreibung teilzunehmen, stellen Sie bitte einen formlosen Antrag zur Teilnahme an der Ausschreibung(Referenznummer) an die o. g. Kontaktstelle. Bitte fügen Sie dem Teilnahmeantrag die unter III.2.2 und III.2.3 geforderten Unterlagen bei.

Deadline
Die Frist für den Eingang der Angebote war 2014-03-21. Die Ausschreibung wurde veröffentlicht am 2014-02-10.

Wer?

• • Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR)

Wie?

• • Instrumententafeln › Messgeräte und Steuer- und Überwachungsanlagen