Liebe Besucher der CNC-Arena,
Schiff Ahoi - heute berichten wir mal etwas ausführlicher über eine Hafenapplikation
Über 430 Millionen Tonnen Fracht werden jedes Jahr im größten Hafen Europas umgeschlagen. Eine ausgeklügelte Technik sorgt dafür, dass die Logistik nicht ins Stocken gerät. Sensoren geben dabei die entscheidenden Impulse.
Mehr als 34.000 Seeschiffe und 100.000 Binnenschiffe fahren jedes Jahr den Rotterdamer Hafen an. In Maasvlakte, einem Hafenteil direkt an der Nordsee, liegt das riesige Containerterminal. Allein im Jahr 2010 wurden dort 6,7 Millionen Container bewegt. Doch wer dort Hektik vermutet, der irrt. Menschen sind dort kaum anzutreffen. Wie von Geisterhand gesteuert heben riesige Verladebrücken die Container im Minuten-Takt vom Schiff und stellen sie auf sogenannte AGVs.
Diese „Automatic Guided Vehicles“ (kurz: AGVs) sehen aus wie LKWs ohne Führerhaus. Und tatsächlich: Diese Fahrzeuge kommen ohne Fahrer aus. Stattdessen steuert eine mobiltaugliche SPS mit Hilfe von Sensorik den autonomen Fahrbetrieb.
Die AGVs transportieren die Container von der Verladebrücke zum Stellplatz. Dort heben sogenannte Stackerkräne die Container und stapeln diese zu riesigen Containerlagern. Was für den Laien auf den ersten Blick wie ein buntes Durcheinander aussieht, hat System: Der Logistik-Computer weiß ganz genau, wo jeder einzelne Container abgelegt wird. Abhängig von der Verweildauer – oftmals sind es nur wenige Stunden – werden die Container nach einem optimierten Ordnungssystem abgelegt. Nur so ist ein effizienter und reibungsloser Betrieb möglich. Denn: Die Fahrpläne des internationalen Containerumschlags sind eng gesteckt. Jede Minute Verzögerung kostet bares Geld. Deshalb muss die Technik immer funktionieren – bei Eiseskälte, Sommerhitze und auch bei stürmischem Nordseeregen.
Abgehoben
Zentrale Werkzeuge beim Containerumschlag sind die „Spreader“: Das sind die Hebewerkzeuge, mit denen die Container von oben gefasst werden. Diese Teleskoprahmen lassen sich auf die unterschiedlichen Containerlängen einstellen, deshalb die Bezeichnung „Spreader“ (von „spread“, engl. für „spreizen“). Sie werden sowohl an den Verladebrücken am Schiff als auch an den Stackerkränen eingesetzt.
An den Ecken besitzen die Spreader jeweils einen Bolzen, die in die oberen Eckbeschläge der Container greifen und dann um 90 Grad gedreht werden (auch „Twistlock“ genannt). Damit ist der Container mit dem Hebegestell verriegelt und kann sicher gehoben werden.
Für die Automatisierung dieses Vorgangs und zur Überprüfung des „Twistlock“ kommen an jedem Spreader 40 induktive Sensoren der ifm electronic zum Einsatz.
Beim Absetzen des Spreaders auf dem Container sorgen Führungswinkel an den Ecken, sogenannte „Flipper“, für eine zentrierte Positionierung auf dem Container. An verschiedenen Positionen des Spreaders sind Hubbolzen angebracht, die eingeschoben werden, wenn das Containergeschirr plan auf dem Container liegt. Ein Verkanten des Spreaders auf dem Containerdach würde so sicher erkannt werden. Die Abfrage dieser Hubbolzen geschieht mittels induktiver Sensoren. Erst wenn alle Kontrollbolzen zu 100 Prozent eingefahren sind, wird das Signal zur Verriegelung ausgelöst.
Auch hierbei dienen induktive Sensoren der Sicherheit: Sie prüfen die Drehlage der Twistlock-Bolzen. Damit wird sichergestellt, dass der Container auch tatsächlich an allen vier Ecken sicher verriegelt ist, ehe er angehoben wird.
Sowohl das Verriegeln als auch das Anklappen der Flipper erfolgt hydraulisch. Dabei werden Druck und Temperatur des Hydrauliköls mit entsprechenden mobiltauglichen Sensoren von ifm electronic überwacht. Die Verbindung sämtlicher Sensoren auf dem Spreader erfolgt über das Bussystem AS-Interface. Dabei kommen 17 Slaves in Form von E/A-Modulen zum Einsatz. Damit wird eine einfache und strukturierte Verkabelung erreicht.
Sichere Verbindung
Eine aufwendige Elektronik und der Einsatz vieler Sensoren sind für die reibungslose Funktion der Spreader verantwortlich. Zur zuverlässigen Übertragung der Sensorsignale hat ifm electronic einen M12-Steckverbinder entwickelt, der auch in dieser rauen Umgebung zuverlässig funktioniert. Temperaturschwankungen, Feuchtigkeit, Schmutz, Korrosion, Schock und Vibrationen wirken ständig auf das System ein. Die einzigartigen ecolink-M12-Steckverbinder funktionieren zuverlässig in dieser schwierigen Applikation. Eine Besonderheit ist die robuste Rasterung der Verschraubung. Das asymmetrische Prinzip – „leicht zu und schwer auf“ – sichert eine langzeitstabile Abdichtung. Wichtig für Zigtausende von Sensorsignalen jeden Tag.
Auf Position gebracht
Vollautomatisch transportieren die AGVs die Container vom Verladekran zum Ablageplatz. Ein zentraler Computer legt Be- und Entladeort sowie die Fahrroute fest und überträgt diese per Funk an die AGVs. Induktionsschleifen im Boden und zahlreiche Sensoren sorgen für eine zentimetergenaue Navigation auf dem Gelände.
Herzstück dieser Fahrzeuge sind zwei mobiltaugliche Steuerungen (ecomatmobile R360 Safety Controller) von ifm electronic. Sie sind speziell für raue Umgebungsbedingungen konzipiert. Ihre hohe Schutzklasse sowie der weite Temperatur- und Betriebsspannungsbereich bieten maximale Sicherheit. Per CANbus kommunizieren sie mit den robusten Ganzmetall-E/A-Modulen, an denen die Sensorik angeschlossen ist.
Ein PDM-Display ist im Schaltschrank seitlich am Fahrzeug eingebaut. Es liefert bei Bedarf übersichtlich Status- und Diagnosemeldungen.
ifm-Drucksensoren überwachen die Hydrauliksysteme des AGVs. Hydraulik und Schaltschrank werden mittels Temperatursensoren überwacht. Induktive Sensoren an den Bumpern (eine Art Stoßstange) erkennen eine Kollision und stoppen das Fahrzeug unverzüglich. ifm-Drehgeber überwachen die Lenkung.
Fazit
Beim Containerumschlag muss alles schnell, sicher und 100-prozentig funktionieren, sonst ist der feste Fahrplan der Containercarrier in Gefahr. Gut, wenn sich der Anwender dann auf die sichere Funktion der ifm-Sensoren, Steuerungssysteme und Verbindungstechnik verlassen kann. Nur dann heißt es: volle Fahrt voraus!
Wir hoffen das war interessant für Sie
Ihr ifm Team
