Moderne Technik für moderne Baustellen: Turmdrehkräne steuern

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Intro

Turmdrehkräne sind die Basis des modernen Bauwesens. Die Branche steht jedoch vor mehreren Herausforderungen: Die Stabilität von Kränen, Energieeffizienz und Komplexität der Integration neuer Technologien machen Innovationen wichtiger denn je. Da Turmdrehkräne keine festen Einrichtungen sind, müssen sie reibungslos in Betrieb genommen werden, um Störungen und Umweltauswirkungen zu minimieren.

Hier bieten die speziellen Turmdrehkranfunktionen der ABB-Frequenzumrichter Vorteile in Bezug auf Sicherheit, Leistung und Regelbarkeit. Sie wurden entwickelt, um die Einrichtung und den Betrieb einfacher und zuverlässiger zu machen, und eignen sich sowohl für neue Kranentwicklungen als auch für Nachrüstungsprojekte. Ganz gleich, ob Kräne in belebten Stadtlandschaften oder an abgelegenen Standorten eingesetzt werden, diese intelligenten Lösungen, gepaart mit langjähriger Anwendungserfahrung, sorgen für einen reibungslosen Betrieb unter allen Bedingungen.

ABB-Frequenzumrichter wie der ACS880 verfügen über eine spezielle Software für die präzise Steuerung aller wichtigen Bewegungen – Heben (zum Heben und Senken von Lasten), Fahren (Bewegen des Hebezeugs entlang des Auslegers), Wippen (Ändern des Auslegerwinkels) und Schwenken (horizontales Drehen des Auslegers). Zu den weiteren kranspezifischen Merkmalen gehören die mechanische Hubwerkssteuerung, die Optimierung der Hubwerksgeschwindigkeit und innovative Maschinensicherheitsfunktionen.

Die richtige Kombination von Motoren, Frequenzumrichtern, speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) und Mensch-Maschine-Schnittstellen (HMI) macht Turmdrehkräne wesentlich produktiver, sicherer und zuverlässiger. Durch die Verbindung von fortschrittlichen Steuerungssystemen mit spezieller Anwendungssoftware, die auf technischem Know-how basiert, werden Herausforderungen wie Motorinstabilität, Ineffizienz der Frequenzumrichter, schlechte Integration und Sicherheitsbedenken angegangen, während gleichzeitig Vorteile wie die gemeinsame Nutzung von Energie durch die Antriebe ermöglicht werden – was letztendlich den Kranbetrieb und die Produktivität der Baustelle verbessert.

ABB-Frequenzumrichter ACS880 mit über Safe Torque Off Funktion.

Die ABB-Frequenzumrichter ACS880 verfügen über die Funktion Safe Torque Off, die gefährliche Bewegungen im Notfall stoppt.

Mit Köpfchen zu mehr Kranleistung

Baustellen werden immer komplexer. Turmdrehkransysteme, die Geschäftsprozesse, Energieeinsparungen und Sicherheitsverbesserungen erleichtern, sind daher von entscheidender Bedeutung. Die gute Nachricht ist, dass sich die Automatisierungstechnik trotz der zunehmenden Komplexität des Bauwesens so weit entwickelt hat, dass sie Kräne zuverlässig in Echtzeit einstellen und so zur Leistungsoptimierung beitragen kann. Die Kontrolle über die Kranbewegungen ist essenziell, nicht nur für die Effizienz, sondern auch für die Sicherheit. Probleme wie plötzliche Lastverschiebungen und Schwingungen können zu Verzögerungen und Sicherheitsrisiken führen. Die präzise Steuerung durch ABB-Frequenzumrichter sorgt für gleichmäßige und störungsfreie Bewegungen.

Die antriebsbasierte Intelligenz des Frequenzumrichters ACS880 umfasst eine bewährte, spezielle Software, die über das Softwarepaket +N5650 Tower Crane zugänglich ist und fortschrittliche Funktionen zur reibungslosen Steuerung der Kranbewegungen bietet. Diese vorgefertigte und getestete Software bildet das Herzstück der Baukransteuerung und ermöglicht präzise Anpassungen der Bewegungen mit einer Leistung, die auf die spezifischen Anforderungen der jeweiligen Baustelle zugeschnitten ist. Außerdem werden die Entwicklungskosten für Kranbauer erheblich gesenkt.

Sichere Baustellen

Kontrolle und Präzision machen die Arbeit nicht nur effizienter, sondern verhindern auch Unfälle. Fortschritte in der antriebsbasierten Bewegungssteuerungstechnologie vermeiden ruckartiges Heben und Senken, stoppen plötzliche Lastverschiebungen und sorgen für eine genaue Positionierung, wodurch potenziell teure und gefährliche Fehler erst gar nicht entstehen.

Eine weitere wichtige Entwicklung ist die Optimierung des Anfahrmoments, das die Belastung der Hubmotoren reduziert. Die Kransysteme von ABB können die Hubgeschwindigkeit je nach Lastgewicht automatisch überwachen und anpassen, wodurch sich die Zykluszeiten verkürzen, und die Gesamteffizienz verbessert. Sollte eine mechanische Bremse des Hebezeugs ausfallen, kann die Bremsüberwachungsfunktion diese auffangen, so dass die Last nicht herunterfällt und sicher auf den Boden abgesenkt werden kann. Die Schwenksteuerung sorgt außerdem dafür, dass sich der Ausleger gleichmäßig dreht, ohne zu pendeln oder zu überschwingen – das erleichtert die präzise Positionierung und verringert das Risiko von Unfällen oder Schäden.

Die Möglichkeiten weiter ausbauen

Auf Baustellen arbeiten oft mehrere Kräne eng beieinander, Kollisionen können daher ein Problem sein. Vollintegrierte Safety-Steuerungen wie die AC500-S von ABB unterstützen Funktionen wie ausfallsichere Gleitkomma- und ausfallsichere trigonometrische Berechnungen in Kombination mit sicherer Kommunikation (optional auch drahtlos). Mit diesem Ansatz können Zusammenstöße zwischen Kränen, Gebäuden und anderen Objekten im selben Bereich frühzeitig erkannt und vermieden werden.

Außerdem muss verhindert werden, dass Lasten über Autobahnen, Schulen, Krankenhäusern und anderen sensiblen Orten aufgehängt werden. Mit den intelligenten Sicherheitsfunktionen der ABB-Steuerung ist es möglich, Verbotszonen einzurichten, um Arbeiter, Anlagen und umliegende Strukturen zu schützen. Die Möglichkeit, Hub-, Katz- und Schwenkbewegungen zu synchronisieren, verbessert die Präzision weiter.

ABB SPS Steuerung AC500-S.

Steuerungen wie die AC500-S sorgen dafür, dass eng stehende Kräne auf Baustellen nicht zusammenstoßen.

Lasten heben, Kosten senken

Energieeffizienz im Kranbetrieb ist ein wachsender Trend, und viele Kranhersteller arbeiten daran, den Energieverbrauch und die Betriebskosten zu senken – eine Win-Win-Situation. Da Turmdrehkräne ständig zwischen Motorbetrieb (Heben) und Generatorbetrieb (Senken) wechseln, haben sie einen hohen Energiebedarf. Eine Schlüsselfunktion von Antrieben besteht darin, dass sie Energie aus dem Absenken von Lasten und dem Bremsen zurückgewinnen und über einen gemeinsamen DC-Bus verteilen können. Dadurch wird die Energie, die sonst verloren ginge, aufgefangen und umverteilt, so dass sie für andere Kranfunktionen genutzt werden kann. In einigen Fällen kann das Antriebspaket sogar überschüssige Energie in das Netz zurückspeisen.

Sicherheit im Fokus

Moderne Kranhersteller legen nicht nur mehr Wert auf Effizienz, sondern auch auf Sicherheit, indem sie sich für Funktionen entscheiden, die auf einer offenen Sicherheitsphilosophie beruhen, die strenge globale Standards erfüllt. Alle ABB-Frequenzumrichter verfügen beispielsweise über die Funktion Safe Torque Off (STO), die gefährliche Bewegungen im Notfall sofort stoppt. Zusätzliche Options-Module für funktionale Sicherheit können die integrierte Sicherheit des Frequenzumrichters erweitern. Bei den ACS880-Frequenzumrichtern werden diese Funktionen über PROFIsafe über PROFINET ausgelöst, was eine nahtlose Kommunikation zwischen dem Frequenzumrichter und einer Sicherheits-SPS wie der AC500-S Safety PLC ermöglicht. Dies bietet eine flexible und skalierbare Lösung für die Implementierung von Funktionen wie die sicherheitsbegrenzte Geschwindigkeit (SLS) während des Betriebs. Dieser Ansatz kann globale Standards unterstützen, einschließlich PROFINET/PROFIsafe und CIP Safety. Das gewährleistet zertifizierte Sicherheit überall dort, wo Turmdrehkräne zum Einsatz kommen.

Da immer mehr Kräne Fernzugriff und Cloud-Konnektivität nutzen, stellt die Cybersicherheit eine zunehmende Herausforderung dar. Die Sicherheitsfunktionen von SPSen wie der AC500 sind ein wesentlicher Bestandteil des gesamten Sicherheitssystems des Krans. Kranbesitzer oder Erstausrüster können die Technologie auch nutzen, um Probleme aus der Ferne zu erkennen und zu beheben – das bedeutet weniger Besuche vor Ort und weniger ungeplante Ausfallzeiten. Darüber hinaus bietet die sichere Cloud-Konnektivität Transparenz, so dass der Betrieb reibungslos läuft.

Die Skyline von morgen

Digitalisierung, Automatisierung, Sicherheit und Nachhaltigkeit prägen die Zukunft der Turmdrehkrantechnik. ABB ist Vorreiter mit innovativen Lösungen, die diese globalen Trends aufgreifen. Von der Fernsteuerung mit intelligenter Automatisierung und Sicherheit, die es einem Bediener ermöglicht, mehrere Kräne fernzusteuern, bis hin zur vernetzten Diagnose, die Ausfallzeiten verkürzt – wir machen es möglich. Mit energieeffizienten Ansätzen wie regenerativem Bremsen und intelligenter Energieverteilung tragen wir außerdem dazu bei, dass auch das Bauen nachhaltiger wird.