Werftkrane modernisieren

Auf einem Werftgelände wurde drei Krane von uns elektrotechnisch modernisiert. Bei den Kranen handelt es sich um zwei Drehkrane und einem Bockkran. Sie werden im Dockbereich für den Schiffsbauten eingesetzt.

Werftkrane

Die Drehkrane

Die Krane sind ausgerüstet mit einem Hubwerk, einem Wippwerk, einem Drehwerk und einem Kranfahrwerk. Alle Triebwerke sind mit Drehstrom – Kurzschlussläufer – Motoren versehen, die über Frequenzumrichter versorgt werden.
Das feinfühlige Fahren der einzelnen Kranbewegungen, die Zuverlässigkeit sowie die Robustheit sind wichtige Eigenschaften des Kranes.
Weiterhin spielt die Sicherheit für das Bedienpersonal und für das Gerät selbst eine wesentliche Rolle.

Drehkran an dem Werftdock

Das Antriebs- und Steuerungskonzept

Der Kran wird über eine 6.000 V – Mittelspannungsleitung (MS-Trosse) versorgt, die mit einer spiralisch wickelnden MS – Trommel getrommelt wird. Über einen MS – Transformator wird dann die Energie der 400 V - Niederspannungs – Verteilung zugeführt.

Struktur der Energieverteilung

Die Leistungselektronik besteht aus einer „Aktiv Frontend Einheit“ (AFE) als Einspeise- und Rückspeiseeinheit, einer Gleichstromschiene und aus Wechselrichtern.
Als Steuerung ist eine S7-400 im Einsatz, die über einen Profibus mit der Leistungselektronik kommuniziert. Zusätzlich zu dieser leistungsfähigen Steuerung ist für die sicherheitsgerichteten Signale eine fehlersichere SPS S7-315F integriert.
Mit dieser Konfiguration ergibt sich eine übersichtliche und sichere Anlagenstruktur, die eine einfache Wartbarkeit zulässt. Zusätzlich hat die Anlage einen hohen Wirkungsgrad, da die Bremsenergie in das elektrische Netz zurückgespeist wird.

Totally Integrated Automation

Die konsequente Vernetzung der Anlagenkomponenten über den Feldbus Profibus DP erlaubt einen Informationsfluss von den einzelnen Sensoren, Meisterschaltern und Frequenzumrichtern zu der Steuerung und zurück. Meldungen der Anlage und Parameteränderungen erfolgen über einen „Touch – Screen“ TP170B.
Zusätzlich ist mit Hilfe eines an die SPS ange-koppelten Modem die Möglichkeit gegeben eine Ferndiagnose durchzuführen.

Überwachung durch fehlersichere SPS

Ein weiteres, wichtiges Kriterium dieser Anlagen ist das Sicherheitskonzept. Übergeordnete Sicherheitsfunktionen sind mit einer fehlersicheren SPS der Firma Siemens vom Typ S7–315F realisiert. Diese SPS ist, wie bereits beschrieben, über einen Profibus DP mit der S7–400 verbunden und überwacht alle sicherheitsrelevanten Funktionen wie Not-Halt Signale, Not- Endschalter, Überlastsignale usw.
Dieses Konzept gewährleistet, dass zum einen durch die leistungsfähige S7-400 die eigentlichen Funktionen des Gerätes mit einer hohen Flexibilität sichergestellt sind und zusätzlich durch den begrenzten Programmumfang in der fehlersicheren S7-315F eine übersichtliche Struktur entstanden ist. Nicht zu vergessen ist, dass auch die fehlersicheren Signale über den Profibus DP und dezentrale Anschaltungen verarbeitet werden.
Wie in der Vergangenheit häufig zu sehen war, gehören mit diesem Konzept die unflexiblen fest verdrahteten Not-Aus Beschaltungen oder die redundanten und aufwendig konfigurierten, nicht sicherheitsgerichteten SPS`en mit den entsprechenden unübersichtlichen Programmstrukturen der Vergangenheit an.

Struktur der Steuerung

Der Bockkran

Die Besonderheit des Bockkranes ist es, dass er mit zwei Katzen und drei Hubwerken ausgestattet ist. Das macht es erst möglich einzelne Schiffssegmente horizontal zu drehen und zu positionieren. Die Aufgabe bei dem Bockkran war es die Steuerung der Hubwerke, der Katzen und das Fahrwerk zu modernisieren. Der Schwerpunkt lag darin die Hubwerke und das Fahrwerk mit einer Gleichlaufregelung anzusteuern. Für die Steuerung wurde eine SPS S7-400 eingesetzt.

Bei der Motordrehzahlsteuerung handelt es sich um eine Ward Leonard Umformer. Bei einem Ward Leonard Umformer treibt ein Primärantrieb einen Gleichstrom Generator mit einer konstanten Geschwindigkeit an.  Die Regelung der Drehzahl erfolgt über die Veränderung des Erregerstromes am Generator. Diese Art der Motordrehzahlsteuerung wir heutzutage nicht mehr eingesetzt, stellt die Firma HIT mit Ihren kompetenten Ingenieuren vor keiner großen Hürde.

Übersicht der drei Hubwerke

Warum HIT?

HIT hat diese Projekte zur vollsten Zufriedenheit realisiert. Von Beginn an hat die Anlage ihre Zuverlässigkeit bewiesen. Durch die hohe Regelgüte der Antriebe konnte die Handhabung gegenüber den bisherigen Geräten verbessert werden und es wurde ein hoher Sicherheitsstandard erreicht.