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Funkmodule ersetzen Kabelverbindungen

Schwerlast-Hebetechnik setzt auf Funkstrecken
Funkmodule ersetzen Kabelverbindungen

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Funkstrecken als Teil von Feldbus-Kommunikationssystemen wie CAN oder Profibus werden in der Schwerlast-Hebetechnik immer häufiger eingesetzt. Sie optimieren vor allem den Betrieb von Anlagen mit mehreren Hebestempeln durch deren synchrone Bewegungssteuerung. Die Funkmodule von Schildknecht eignen sich für den Aufbau solcher Hebeanlagen.

Thomas Schildknecht ist Vorstand der Schildknecht AG in Murr www.schildknecht.ag

Der Einsatz von Funkstrecken in Feldbus-Kommunikationssystemen hat sich, bei Einhaltung bestimmter Randbedingungen, als leistungsfähige und kostengünstige Alternative gegenüber Kabelverbindungen bewährt. Das gilt besonders für die Verwendung in räumlich ausgedehnten Anlagen wie Klärwerken oder bei mobilen Anlagenteilen. Zu dieser zweiten Anwendergruppe gehört die Hebetechnik, deren Anlagen und Systeme in unzähligen Anwendungen tonnenschwere Lasten unter hohen Ansprüchen hinsichtlich Sicherheit und Zuverlässigkeit heben, aufrichten und an andere Positionen verbringen.
Synchrone Antriebe für die Hebetechnik
Dem allgemeinen technischen Fortschritt folgend werden auch an die Hebetechnik wachsende Anforderungen gestellt, sowohl bezüglich Sicherheit für das Betriebspersonal als auch hinsichtlich der Vorgabe, immer schwerere Lasten mit höchster Präzision und Betriebssicherheit bei geringem Wartungsaufwand zu bewegen. Beispiele sind Hebeeinrichtungen, die räumlich ausgedehnte Lasten in z.B. Fertigungshallen oder Containerlagern bewegen oder große Fahrzeuge wie Lokomotiven oder ganze Züge zu Wartungszwecken sicher anheben. Eine Schlüsseltechnologie hierzu ist der synchrone Antrieb und damit die gleichmäßige Bewegung der eingesetzten Hebestempel.
Die Firma E.R.S. im badischen Osterburken entwickelt – neben vielfältigen anderen Automatisierungsprojekten wie Robotern oder Portalanlagen – seit vielen Jahren auch Steuerungen für die Hersteller von Hebesystemen. Dabei setzt man auf das Konzept der verteilten Intelligenz (eine eigene Steuerung je Hebestempel), die die Bewegung der Hebe-stempel mit hoher Taktfrequenz synchronisieren. Zur Kommunikation zwischen den Steuerungen werden je nach Projektgegebenheiten verschiedene Feldbusse wie der als sehr stabil bekannte CAN-Bus oder Profibus eingesetzt.
CAN-Funkstrecken im Einsatz
Bei Hebeanlagen besteht aufgrund der Bewegung der Hebestempel grundsätzlich die Gefahr, dass Kabelverbindungen abgequetscht oder anderweitig beschädigt werden. Daher setzt E.R.S. für bestimmte Abschnitte der Kommunikation Funkstrecken statt beweglicher Kabelverbindungen ein. Die dafür verwendeten Funkmodule müssen für die Übertragung des jeweiligen Feldbusprotokolls geeignet und äußerst betriebssicher sein, vor allem auch dann, wenn durch transportierte Lasten der direkte Sichtkontakt zwischen den verteilten Steuerungen behindert wird.
Nach Erfahrungen mit verschiedenen Systemen hat sich E.R.S. für Lösungen mit Funkmodulen aus der über Jahre bewährten und vielseitigen Dataeagle-Serie entschieden und damit gute Ergebnisse erzielt. Innerhalb Dataeagle sind die Geräte DE 6XXX speziell auf die transparente Übertragung von CAN-Daten mit drei alternativen Funktechnologien ausgerichtet. Verwendet wird hier bevorzugt Bluetooth bei 2,4 GHz mit Frequenzspreizung (Frequency Hopping), da sich diese Technologie im Vergleich zu anderen immer wieder als besonders störsicher erwiesen hat. Über die Funkstrecken werden alle 10 ms Daten transparent, d.h. ohne jede Datenreduktion, von einem Master-Stempel an die zugeordneten Slave-Stempel der Hebeeinrichtung übertragen, wodurch deren aktuelle Positionen laufend bidirektional ausgetauscht und überwacht werden. Diese Sicherheitsfunktion ermöglicht einen synchronen Lauf der Hebestempel und verhindert Lastverschiebungen, welche früher häufig zu Unfällen geführt haben.
Dataeagle-Geräte bieten für E.R.S. nach eigener Aussage neben ihrer technischen Qualität und speziell hoher Verfügbarkeit den Vorteil einer breiten Auswahl an Bus- und Funktechnologien. Als sehr wichtig wird auch die Bereitschaft des Herstellers bewertet, zur Realisierung bestimmter Projekte kurzfristig neue Varianten zu entwickeln. Das hat sich in der seit 1998 andauernden Zusammenarbeit immer wieder bewährt.
Applikationen
An der mit einer von E.R.S. ausgerüsteten Schwerlast-Hebeanlage mit vier Hebestempeln kommunizieren die vier Steuerungen über den CAN-Bus mit Funkstrecken über DE- 6700-Module. Die Funkantennen befinden sich auf den Steuerkästen. Die Funkmodule erlauben den nach Ansicht von E.R.S. sehr wichtigen Multipoint-Betrieb, bei dem jeder Hebestempel – innerhalb der überlagerten Funktion des Master-Stempels – mit jedem anderen Hebestempel kommunizieren kann. Das erhöht die Genauigkeit und Sicherheit der Bewegung. Die Anlage ist mittlerweile in Russland in Betrieb, wobei sich die Funkstrecken als außerordentlich stabil erwiesen haben, auch bei blockiertem Sichtkontakt zwischen den Steuerungen.
Eine weitere Hebevorrichtung für Bahnfahrzeuge wird vom österreichischen Unternehmen Autolift gebaut. Auch hier kommt das Konzept der verteilten Steuerungen zum Einsatz und auch hier wird die Feldbus-Kommunikation teilweise von Funkstrecken übernommen. Als Feldbus dient hier Profibus und als Funkmodul folgerichtig die Variante DE 3703. Die Hebestempel sind hier flexibel an die Fahrzeug- bzw. Zuglänge anpassbar.
Modulare Geräteserie
Dataeagle-Funkmodule der Schildknecht AG stehen – in gleicher Bauform – für unterschiedliche Funktechnologien zur Verfügung. Für eine bestmögliche Verfügbarkeit der Funkstrecke ist neben der Wahl des technisch geeigneten Funkmoduls eine Analyse der räumlichen Gegebenheiten vor Ort (Entfernungen und Sichtbehinderungen) sowie möglicher Koexistenzen mit anderen, bereits existierenden Funkstrecken erforderlich. Bei allen Projekten von Schildknecht hat eine derartige individuelle Analyse einen hohen Stellenwert. Dabei hilft die Erfahrung aus unzähligen erfolgreichen Installationen in verschiedensten Branchen. Dazu gehören Klärwerke mit ihren Rundbecken ebenso wie Förderanlagen und Aufzüge aller Art oder auch Windparks, die zur Vermeidung von Überspannungen im Netz ständig unter zentraler Aufsicht stehen müssen.
Welche Geräteausführung für eine bestimmte Applikation konkret zum Einsatz kommt, bestimmt allein die geplante Kommunika- tionstechnik sowie das vor Ort existierende funktechnische Umfeld. Die hohe Akzeptanz der Funkmodule ist eine Folge der Technologievielfalt, Anwendungsbreite und der Möglichkeit zu individuellen Lösungen. ge

INFO-TIPP
Das Modul Dataeagle 3702 ist die Variante für Profisafe über Profibus und baut auf dem DE3703 auf. Die Funkstrecke ist so schnell und hochverfügbar, dass auch Failsafe-Anwendungen wie Not-Halt über Funk bereits erfolgreich realisiert wurden. Informationen über Profisafe bietet die Seite:

PRAXIS PLUS
Die Dataeagle-Serie 3000 ermöglicht die transparente Profibus-Funkübertragung und beinhaltet eine Vielzahl von Gerätevarianten, die sich unter anderem in der Funktechnologie unterscheiden. Im Gegensatz zu anderen Lösungen verhält sich die Serie 3000 funktionell wie ein Kabel. Profibus-Applikation können mittels Step 7 wie eine Kabelverbindung bis zu 1,5 Mbit parametriert werden, ohne etwas am SPS-Programm oder am Gerätekonzept ändern zu müssen. Prinzipiell kann jeder Profibus-Slave nach der Funkstrecke betrieben werden. Als Profibus-Master nach der Funkstrecke werden auch Programmiergeräte unterstützt.
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