Wirtschaftliche und hochverfügbare Rampensteuerung auf einer RoRo-Fähre Status verschiedener Items schnell und einfach erkennen
✔ Der Schiffsausrüster MacGregor suchte nach einer neuen Lösung zur
Ansteuerung von Rampen, Türen und verfahrbaren Autodecks.
✔ Inline-Steuerungen ILC 370 PN/M binden die dezentral verteilten I/O-Baugruppen
jetzt wirtschaftlich an das Leitsystem an.
✔ Da Ethernet-Netzwerk und Steuerungstechnik redundant ausgelegt sind, wird eine hohe Verfügbarkeit der Automatisierungslösung sichergestellt.
Die einzelnen Fahrzeugdecks werden mit hydraulischen Rampen verbunden und verschlossen
Kundenprofil
Als Tochtergesellschaft der Cargotec Oyj zählt der im schwedischen Göteborg ansässige Schiffsausrüster MacGregor zu den weltweit führenden Ausrüstern von Fracht- und Kreuzfahrtschiffen.
Das Unternehmen hat sich dabei auf die Entwicklung und Herstellung von Kränen, Rampen und Schotten spezialisiert.
Anwendung
In der Vergangenheit wurden die verschiedenen auf einer Fähre verbauten Rampen ausschließlich dezentral per Hand bedient. Um die Rampen zu bewegen, las eine zentrale Steuerung die Eingangssignale der Bedieneinheiten ein und steuerte die zugehörigen Hydraulikantriebe direkt an. Hatten die Antriebe ihre Endposition erreicht, wurde die Hydraulik abgeschaltet. Dazu wurden alle Signale parallel durch das gesamte Schiff verdrahtet, was fehleranfällig und aufgrund der teilweise langen Kabelwege teuer sowie im Fall einer Fehlersuche aufwändig ist.
Weil der bisherige Steuerungslieferant das bislang eingesetzte Automatisierungssystem zudem abkündigen wollte, suchte MacGregor nach einer neuen Lösung für die Rampensteuerung. Mit diesem Ansatz sollten die verteilt installierten I/O-Baugruppen direkt neben den jeweiligen Rampen und Schotten montiert werden können. Zur redundanten Ankopplung sämtlicher Signale der dezentralen Peripherie an das Leitsystem hat sich der Ausrüster für ein Ethernet-basiertes Protokoll entschieden.
Der ILC 370 PN/M steuert sämtliche auf der Fähre installierten Systeme über das PROFINET-Protokoll
Lösung
Nach einer umfassenden Marktrecherche sprachen sich die Verantwortlichen bei MacGregor für Phoenix Contact als Systemlieferant aus. Denn durch die Offenheit und Flexibilität der Programmier-Software PC Worx sowie des Visualisierungs-Tools Visu+ werden alle Anforderungen abgedeckt. Darüber hinaus verfügen viele Geräte des umfassenden Produktportfolios des Automatisierungsspezialisten über die notwendigen maritimen Zulassungen. Als Beispiel für die gelungene Kooperation ist die RoRo-Fähre Arc Dania angeführt, die mit Equipment von MacGregor ausgestattet worden ist.
Auf der Arc Dania ist eine Vielzahl von Systemen von MacGregor – sogenannte Items – verbaut, z. B. Heckrampen, Luken- und Rampenabdichtungen, Türen und verfahrbare Autodecks. Damit sämtliche Systeme im Fehlerfall bedienbar bleiben, ohne dass auf Handbetrieb umgestellt werden muss, muss die Kommunikation zwischen den Items und dem Leitsystem hochverfügbar realisiert sein. Deshalb verbindet ein als redundante Ringstruktur konzipiertes Ethernet-Netzwerk alle Items miteinander. Das Redundanzprotokoll RSTP mit Fast Ring Detection sorgt für Umschaltzeiten von weniger als 500 ms.
Je nach Kundenwunsch setzt MacGregor das Steuerungssystem auch redundant um. Auf der Arc Dania werden performante Inline-Steuerungen ILC 370 PN/M genutzt. In den Schaltschränken, die zu jedem Item gehören, befindet sich ein PROFINET-Buskoppler, an den die auf der Fähre installierten Sensoren (Taster, Endschalter) und Aktoren (Hydraulikventile) über I/O-Module angekoppelt sind. Außerdem leitet der Buskoppler die aufgenommenen Daten via PROFINET in Echtzeit an das Steuerungssystem weiter. Die Steuerungseinheit der ebenfalls redundant aufgebauten Hydraulikpumpe wird allerdings nicht über einen Buskoppler angesteuert, sondern über eine Kleinsteuerung ILC 170 ETH. Diese tauscht die Daten im Normalbetrieb wie der Buskoppler mit den beiden Hauptsteuerungen aus. Im Fehlerfall kann sie die Hydraulikpumpe jedoch autark steuern.
Sämtliche MacGregor-Systeme werden auf der Brücke auf einem Touchpanel visualisiert
Fazit
Die Crew diagnostiziert den Status sämtlicher an Bord montierter Items über ein Visualisierungssystem. So können die Mitarbeiter erkennen, ob Rampen oder Türen noch offen sind. Die Visualisierung, die mit dem Tool Visu+ erstellt worden ist, läuft auf einem Panel-PC mit Touch-Bedienung und maritimer Zulassung. Er lädt die darzustellenden Werte über einen OPC-Server vom redundanten Steuerungspaar und zeigt sie an.
Bei Bedarf können weitere Panel-PCs in anderen Bereichen installiert werden. Die Black Box des Schiffs – der sogenannte Voyage Data Recorder (VDR) – hat ebenso Zugriff auf die Steuerungen und protokolliert den Status des verbauten Equipments.