Automatisierung für Krane in der Petrochemie

Kokerei Kranlösungen - Anwendungsdesign

Automatisierung

Allgemeines

Ein Kran für Kokereianlagen besteht aus einem mechanischen Greifer mit einem Mechanismus zum Heben und Schließen und einem weiteren für Laufkatze und Brücke. Alle Motorantriebe werden bei normalen Betriebsbedingungen per Feldbus (Profibus) oder Frequenzumrichter gesteuert mit DynaHoist zum Heben und Schließen und Dynac für Laufkatze und Brücke. Der fahrbare Trichter wird ebenfalls per Feldbus gesteuert.
Alle Kranfunktionen werden über PLC gesteuert außer vom Ersatz-Steuerstand (Hängesteuergerät) .

Kranbewegungen und -funktionen werden aus dem Führerhaus gesteuert. Zu Wartungszwecken ist das System mit einem Ersatz-Steuerstand (Hängesteuergerät) ausgestattet, so dass Arbeiten am Kran erleichtert werden (z.B. Seile austauschen).

Hauptfunktionen

• Steuerung der Greiferbewegungen (DynAGrab Doppelmechanismus Greifersteuersystem)
• Steuerung der Laufkatze
• Steuerung der Brücke
• Steuerung von Energieversorgungsfunktionen, wie Hauptschalter, Klimaanlage usw.
• Steuerung der Halbautomatisierung
• Steuerung des fahrbaren Trichters
• HMI-Schnittstelle wie Alarme, Ereignisse, Prozessinformation usw.

Steuersystem

Hauptkomponenten

Die Hauptkomponenten des PLC-Systems:

• Master PLC im Steuerhaus
• Duale Energieversorgung
• CPU S7-400 Fail-S
• Kritische E/A zum S7-400 Schrank, doppelt
• Ferngesteuerte E/A-Einheiten in Steuerraum, Laufkatze und Führerkabine
• Feldbus- oder hardwaregesteuerte Umrichter im Steuerraum
• Bedienpanel, HMI-Schnittstelle in Führerkabine und Steuerraum
• Positions-Messencoder für Laufkatze und Brücke
• Feldbus von Steuerraum zu Brücke, Laufkatze und Führerkabine
• Glasfaserkabel vom Steuerraum zum gebäudeseitigen Anschlusskasten
• CMS, Kranüberwachungssystem

Motorantriebe

Als Motorantriebe wurden KC Dynac- und KC DynaHoist-Frequenzumrichter gewählt. Bei Handbetrieb wird die Brücke aus der Führerkabine mit einer stufenlosen (0-100%) Joystick-Steuerung gesteuert. Im Alternativ-Betrieb werden die Bewegungen über 2-Stufen-Steuerknöpfe am Hängesteuergerät gesteuert.

DynaReg, eine regenerative Bremsanlage

DynaReg ist eine regenerative Bremsanlage, die die von den Motoren beim Bremsvorgang erzeugte Energie wieder ins Netz einspeist.

Fahrbarer Trichter

Der fahrbare Trichter wird über spezielle Druckknöpfe aus der Führerkabine gesteuert. Im Wartungsmodus kann der Trichter nicht gefahren werden.

Kranbrückenantriebs-Synchronisierung, DynATrak/P ( / R)

Allgemeines

Die Synchronisierung der Kranbrückenantriebe wird normalerweise durch eine ausreichend starke bzw. steife Auslegung der Kranstruktur erreicht, die einer übermäßigen Fehlstellung vorbeugt. Bei großen Spannweiten oder bei stark ungleicher Belastung der Antriebe können diese unterschiedlich ansprechen und den Kran schräg belasten. Die elektrische DynATrak-Synchronisierung sorgt dafür, dass der Kran sanft auf seiner Spur fährt, ohne dabei schräg zu laufen.

DynATrak/P steht für proportionale Messung der Ausrichtung. Bei der proportionalen Messung ist die absolute Lage der Brückenenden auf der Bahn unbekannt, dafür wird die Ausrichtung an mehreren Kontrollpunkten auf der Bahn gemessen und in Bezug auf den letzten Messpunkt korrigiert.

Die Konecranes DynaTrak/P Lösung funktioniert folgendermassen:

Dynac-Umrichter laufen entlang beider Kranseiten und ermöglichen so eine voneinander unabhängige Geschwindigkeitsanpassung, um übermäßigen Fehlstellungen vorzubeugen.

Verbindung mit dem PLS

Der Kran tauscht Daten mit dem PLS des Kunden aus. Die Verbindung wird über Profibus DP hergestellt. Der Datentransfer beträgt 128 Bytes/Richtung.

HMI

Das System besteht aus PLC und Bedienpanel. PLC und Panel sind per Feldbus verbunden. Alle Datenregister werden im PLC gespeichert. Alle Alarm- und Ereignistexte sowie Alarm- und Ereignisprotokolle werden im Speicher des Bedienpanels gesichert.

KC DynAMonitor-Bildschirme bestehen meistens aus folgenden Datenbereichen:

DynAGrab Doppelmechanismus-Greiferkontrollsystem

Das von Konecranes entwickelte DynAGrab-Kontrollsystem wurde speziell für Entladegreifer und andere Krane entwickelt, deren mechanischer Greifer von zwei Seilzügen betrieben wird. DynAGrab Control besteht aus zwei DynAHoists, einem PLC, Sensoren, Begrenzungsschaltern und Geräten für die Nutzerschnittstelle (nähere Information siehe Datenblatt DAGPF10.PDF).

Merkmale DynAGrab Control

• Synchronisierung
• Last-Tarierung
• Automatische Greiferbefüllung
• Not-Aus
• Fehlererkennung
• Greiferblockage-Erkennung

DynAPilot, elektronisches Anti-Pendelsystem

Das DynAPilot-Anti-Pendelsystem beugt dem durch die Kranbewegungen erzeugten Pendeln der Last vor und erleichtert die Bedienung des Krans. Mit dem Anti-Pendelsystem kann der Kranführer die Lastbewegungen direkt steuern, wodurch dem Pendeln der Last automatisch vorgebeugt wird.

Automatisierungsprogramme

• Die Halbautomatik „Fahr-zum-Trichter“ und „zurück-zum-Ausgangspunkt“ hilft bei bei der Bedienung unter schlechten Sichtbedingungen.
• Die Teilzeit-Vollautomatik findet unter schlechten Sichtbedingungen Anwendung
• Ein von den Sichtverhältnissen unabhängiger Vollzeit-Vollautomatik-Betrieb ist erhältlich
• Krane im Automatikbetrieb können vom Steuerraum der Koksvergasungsanlage überwacht werden