Signale an Schwimmbagger

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In einem Kieswerk am Oberrhein stehen Förderbänder und Schwimmbagger ständig miteinander in Kontakt. Eine vernetzte Kommunikationslösung, die der Automationsspezialist Weingärtner gemeinsam mit ABB entwickelt hat, schützt im Werk Prozesse und Personen. Der Signalaustausch basiert auf dem Safety-Controller Pluto B20 sowie auf den Gateways GATE-P2 und GATE-C2 von ABB.

Die Förderbänder laufen rund um die Uhr. Über gut einen Kilometer Länge fördern sie Sand und Kies quer über den Baggersee an Land. Die Anlage verbindet den Schwimmbagger, der das Lockergestein vom Grund des Sees holt, mit dem Kieswerk am Ufer. Pro Stunde gelangen so bis zu 500 t des Rohstoffs in die Aufbereitungsanlage. Damit werden unter anderem Häuser, Brücken und Straßen gebaut sowie Pflastersteine hergestellt.

Um diese Mengen zuverlässig bereitzustellen, kommt es auf leistungsfähige und einfach zu bedienende Fördertechnik an. Hier vertraut das Kieswerk seit Jahren auf die Kompetenz der Weingärtner GmbH in Baden-Baden. Der Spezialist für Elektromaschinenbau, Elektrotechnik und Automation realisierte im Frühjahr 2014 auch die Anlage am Schwimmbagger.

Mehr Flexibilität und Sicherheit

„Gefragt war vor allem Flexibilität, da der Bagger an verschiedenen Stellen im See positioniert wird“, erläutert Philipp Fels, der zuständige Betriebsleiter im Geschäftsfeld Automation von Weingärtner. Das Unternehmen entwickelte daher eine Lösung aus acht einzelnen Förderbändern, die jeweils eigene Motoren, Schaltschränke und Schutzeinrichtungen besitzen. Sie sind als Kette miteinander verbunden und lassen sich somit problemlos an die wechselnden Positionen des Baggers anpassen.

Absoluter Prozess- und Personenschutz hatte Priorität. Jedes Band sollte daher mit einem eigenen Seilzug-Not-Halt-System ausgestattet sein. „Hierfür war eine intelligente, kostengünstige Steuerung gefordert“, berichtet Fels. Vor allem musste gewährleistet sein, dass die gesamte Anlage auf den Not-Halt eines einzelnen Förderbands reagiert und alle Bänder in entsprechender Reihenfolge aus- und eingeschaltet werden können. Denn stoppt ein Förderband, während andere noch laufen, besteht Staugefahr und das Risiko einer Überladung: Bänder und Bagger könnten dann im See versinken. Ein Signalaustausch, bei dem Förderbänder, Schwimmbagger und die übergeordnete Anlagensteuerung über die Distanz von einem Kilometer miteinander kommunizieren, sollte Abhilfe schaffen.

Der Schwimmbagger mit der Prozesssteuerung der Anlage kommuniziert ständig mit den Förderbändern.
Der Schwimmbagger mit der Prozesssteuerung der Anlage kommuniziert ständig mit den Förderbändern.
„Bei Störungen an der Förderanlage lassen sich die Sicherheits-SPS ganz einfach und ohne Programmieraufwand austauschen.“

Intelligent vernetzt

Auf der Suche nach der besten Lösung holte Weingärtner die Expertise von ABB ins Projekt, einem Partner, mit dem das Unternehmen seit nahezu 20 Jahren erfolgreich zusammenarbeitet. Das Team entwickelte eine abgestufte Anlagensteuerung auf der Basis der speicherprogrammierbaren Sicherheitssteuerung (SPS) Pluto B20 von ABB. Während sich die Prozesssteuerung im Hauptschaltschrank auf dem Bagger befindet, ist jedes Förderband mit einer Pluto-Sicherheitssteuerung ausgestattet. Über einen sicheren PlutoBus kommunizieren die Pluto-Controller miteinander. GATE-C2-Gateways erhöhen die Reichweite der sicheren Bus-Kommunikation. Die Kommunikation mit der übergeordneten Prozesssteuerung übernimmt ein Gateway GATE-P2 über den Profibus. Die vernetzte Lösung lässt sich schnell installieren und in Betrieb nehmen sowie unkompliziert erweitern. „Durch die Bus-Technik konnten wir zudem die Verkabelung minimieren“, ergänzt Fels. Vor allem aber verkürzt sich die Ausfallzeit bei Störungen signifikant. Fällt etwa bei einem Blitzeinschlag die Steuerung aus, muss dieses Problem zügig behoben werden – bei Wind und Wetter. „Hier bewährt sich das vernetzte Bus-System bestens, da die defekte Sicherheits-SPS ohne Programmieraufwand ausgetauscht werden kann. Dabei wird die Programmierung der neuen Komponente einfach von den anderen im Bus vernetzten Steuerungen übernommen“, erklärt Fels.

Er wertet das Gemeinschaftsprojekt als vollen Erfolg: „ABB hat uns von der Entwicklung und Planung bis zur Realisierung und Inbetriebnahme der Anlage unterstützt“, sagt er. Vor allem aber profitiert die Produktion im Kieswerk. Seit ihrer Inbetriebnahme im April 2014 läuft die neue Förderanlage zuverlässig. Vom Not-Halt-System mittels der ABB-Pluto-Steuerung ist der Kunde so überzeugt, dass er mittlerweile eine ähnliche Lösung für die komplexen Anforderungen eines großen Splittwerks beauftragt hat. Auch dieses Projekt werden Weingärtner und ABB gemeinsam realisieren.