De Zwitserse Bundes Bahnen (SBB) stellen zeer hoge eisen aan de arbeidsveiligheid en gebruiken daarom alleen apparatuur van geselecteerde fabrikanten. Eén daarvan is GIS AG, swiss lifting solutions, uit het Luzern kanton. Om het risico voor het service personeel te beperken, vertrouwt het bedrijf op de safety-technologie van SIGMATEK bij het gebruik van kraansystemen.
Er zijn veel gevaren bij het werken met zwaar materieel. Eén van de grootste risico’s bij de SBB facilitaire dienst zijn de bovenleidingen, die onder een spanning van 15 kV staan. Vanuit het oogpunt van ‘gevaar’ betekent dit onder andere dat de kraansystemen in een veilige positie moeten staan, zodat ze niet per ongeluk in contact kunnen komen met de bovenleidingen. “We voorkomen dit met een vooraf vastgelegde basispositie”, vertelt Samuel Kurmann van GIS AG, swiss lifting solutions. Hij legt het als volgt uit: “de kraan, de trolley en de haak zonder last moeten in een gedefinieerde parkeerpositie staan, alleen dan is het mogelijk om de bovenleiding los te maken.”
Wie goed om zich heen kijkt in de SBB-servicefaciliteit voor personenvervoer in Basel, herkent de afhankelijkheid en de interactie die projectleider Samuel Kurmann beschrijft. Zo loopt een keten van LED-lampen parallel aan de bovenleiding en zien medewerkers in één oogopslag het spanningsniveau: lichten de LED’s oranje op, dan is er 15 kV spanning aanwezig en kan de kraan niet uit de parkeerstand worden bewogen. Deze kan enkel worden verplaatst wanneer de bovenleiding-identificatie groen oplicht.
Onderhoud aan het treindak
De implementatie van bovenstaande functie is slechts één van de taken op het gebied van besturingstechnologie. Maar in dit geval niet voldoende om volledig veilig te kunnen werken. “Er zijn veel meer veiligheidsaspecten waarmee rekening moet worden gehouden bij het bouwen van dergelijke systemen en niet elke kraanbouwer biedt ze aan”, vertelt Andreas Baumgartner van SBB in Basel. Voorbeelden die door hem worden genoemd zijn onder andere aardingsvoorschriften, uitschakelinrichtingen en beschermende maatregelen om botsingen te voorkomen.
De drijvende kracht achter het veilige werken is niet alleen SBB als werkgever, maar ook de Swiss Accident Insurance SUVA. De verzekering besteedt hier bijzondere aandacht aan en kan kraaninstallaties die niet veilig bediend kunnen worden, indien nodig laten uitschakelen. Eén van de redenen die tot een (tijdelijke) stilstand kan leiden, is de valbeveiliging die medewerkers gebruiken om zichzelf te zekeren bij werkzaamheden aan de passagierstreinen. In dit geval moet worden gegarandeerd dat de draaglijnen niet in de kraan kunnen blijven haken of dat het servicepersoneel door de passerende kraan van de trein wordt geveegd.
Overigens is het ontwerp voor een aangenamer reisklimaat de reden waarom er überhaupt werkzaamheden aan de bovenkant van de reizigerstreinen moeten worden uitgevoerd. Om ervoor te zorgen dat reizigers zonder barrières gebruik kunnen maken van de treinen zijn grotere systemen en componenten zoals compressoren of airconditioningsystemen op het dak geïnstalleerd. Als deze onder de trein zouden worden geïnstalleerd, zou het niet mogelijk zijn om op het perron op grondniveau in en uit te stappen.
Engineeringsplatform LASAL
Het alles-in-één engineeringplatform LASAL is een geïntegreerde tool voor alle fasen van machineontwikkeling: projectplanning, besturingsprogrammering, visualisatie, motion control, safety, simulatie, inbedrijfstelling, service, diagnose en onderhoud op afstand van machines en systemen in het veld. LASAL combineert objectgeoriënteerde programmering (IEC 61131-3-norm) met grafische weergave en maakt mechatronische engineering mogelijk: echte machinecomponenten kunnen worden weergegeven door software-objecten, met uitgebreide bibliotheken die de ontwikkeling vereenvoudigen en versnellen.
De LASAL SAFETYDesigner ondersteunt ontwikkelaars bij het programmeren en configureren van hun applicatie. Het grafische display en de vooraf gedefinieerde functieblokken verkorten de benodigde tijd aanzienlijk. De tool, die naadloos is geïntegreerd in het engineeringplatform, maakt het eenvoudig om logische koppelingen te maken en de veiligheids-I/O’s te configureren.
Kraan detecteert valbeveiligingen
In de kraanbrug zijn laserscanners geïnstalleerd voor de veilige detectie van valbeveiligingen. Deze projecteren veiligheids-oppervlakken voor en achter de kraan, die zijn onderverdeeld in verschillende segmenten. Als iemand de kraan in beweging zet, detecteert de laser het gebied ervoor en vertraagt automatisch de beweging zodra een vangrail van de valbeveiliging in zijn gezichtsveld komt.
Als de medewerker met de afstandsbediening niet doorheeft dat de kraan is afgeremd en hij op de knop blijft drukken, initieert deze automatisch een noodstop. Extra kabels op de kraanbrug fungeren als mechanische barrière om te voorkomen dat het valbeveiligingssysteem achter het gezichtsveld van de veiligheids-laserscanner komt.
Overtuigende leveringscapaciteit
Wat deze toepassing bijzonder maakt, zijn niet alleen de zeer hoge veiligheidseisen, maar ook de samenwerking tussen de kraanfabrikant en SIGMATEK. Toen GIS het project toegeschoven kreeg, was het al duidelijk dat de toenmalige leverancier van het besturingssysteem hoogstwaarschijnlijk niet op tijd zou kunnen leveren. “Het vermogen om snel op te leveren was echter cruciaal voor ons, omdat we anders het project zouden hebben verloren”, zegt Samuel Kurmann. Bij het zoeken naar alternatieven stuitte hij op SIGMATEK. Deze partij kon niet alleen betrouwbaar aanleveren, maar heeft met het S-DIAS Safety-besturingssysteem (SIL 3, prestatieniveau e, categorie 4) een systeem dat vergelijkbaar is met dat van de vorige partij. Dit was een duidelijk voordeel voor de projectmanager, omdat hij veel taken praktisch één-op-één kon uitvoeren en ook zijn gebruikelijke structuur kon behouden.
Twee S-DIAS-stations
De besturingstopologie zelf bestaat uit twee S-DIAS-stations. De ene bevindt zich aan de muur in de inspectiewerkplaats, de andere direct op de kraan. Beide besturingsunits bevatten zowel conventionele als safety modules en zijn met elkaar verbonden via Ethernet TCP/IP-communicatie. De verbinding tussen de stations wordt gerealiseerd met behulp van Black Channel communicatie, wat een veilige verbinding garandeert. Data overdracht kan worden gerealiseerd met fysieke bedrading of door een radiosignaal.
Over ervaringen met object-georiënteerd programmeren in de LASAL-softwareomgeving zegt Samuel Kurmann: “ik had er al wat feeling mee. De spoedcursus bij SIGMATEK, die op korte termijn werd georganiseerd, gaf me in slechts één werkdag een goed inzicht in deze wereld en stelde me in staat om de applicatie relatief eenvoudig en snel te implementeren.” Kurmann was vooral onder de indruk van de overzichtelijkheid van de softwaretool dankzij de duidelijke programmastructuur, de probleemloze inbedrijfstelling van het kraansysteem en de dataverwerking.
Meer over SigmaControl.
Dit artikel kwam tot stand in samenwerking met de redactie van Aandrijftechniek.
