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Die Riesen vom Hafen

Text: Song Huazhen, B&R Foto: B&R
Auch chinesische Häfen nutzen Schienenportalkräne zum Umladen von Waren. Sind die Kräne in das Hafen-Management eingebunden, ermöglichen sie ein effizientes Umschlagen der angelieferten Waren. Die Anforderungen an die Automatisierung sind dann umso höher.

Container-Terminals an Häfen spielen im nationalen und internationalen Handel eine bedeutende Rolle. Einen dieser logistisch wichtigen Umschlagplätze unterhält der internationale Hafenbetreiber Hongkong International Terminals (HIT) im Hafen der Kwai Tsing Container Terminals. Um Waren und Güter schnell und effizient umschlagen zu können, setzt HIT hier auf moderne Hafenausrüstung. Die Shanghai Zhenhua Heavy Industries Group (ZPMC) ist Hersteller solcher Hafenausrüstungen. Das Unternehmen beliefert den Hafenbetreib-er in Hongkong und übernimmt auch gleichzeitig die Integration der Informationstechnik und der Management-Systeme. Der Bedarf nach solchen Lösungen ist in den vergangenen Jahren stark gestiegen. Zum einen haben die Schiffstransporte zugenommen; das bedeutet, am Hafen werden insgesamt mehr Güter umgeschlagen. Zum anderen hat die Vielfalt der Waren zugenommen, weshalb sich auch die Hafenausrüstung stärker differenziert hat.

Leistungsfähiges Management

Schiffe, die in den Hafen einlaufen, melden ihre Waren bereits elektronisch an, noch bevor sie anlegen. Diese Informationen werden in einem Reservierungssystem erfasst. So kann die Hafenzentrale einen Logistikplan erstellen und frühzeitig Informationen zu Gates und Lagerplätzen bereitstellen. Ebenso erleichtert das System die Planung der Hebeprozesse. Nachdem Waren eine vorgesehene Position erreicht haben, werden sie vom Kran angehoben und auf einer bestimmten Lagerposition abgesetzt. Um das Hafen-Management noch leistungsfähiger zu machen, nimmt ZPMC im Auftrag von HIT weitere 24 Schienenportalkräne in das System auf.

Standardisierter Datenaustausch

Jeder Portalkran verfügt über ein Automatisierungssystem mit zwei unabhängigen Powerlink-Netzen. Das erste integriert Aktoren und Sensoren und erlaubt eine präzise Bedienung der Portalkräne. Auch bei der Einbindung in das übergeordnete Scada-basierte System setzte der Anlagenbauer auf offene Standards - deshalb wurde die Anbindung ebenfalls mit Open-Source-Ansatz und Powerlink realisiert. Über den Ethernet-Standard kommuniziert das Scada-Paket mit dem OPC Client Server. Dieser standardisierte Datenaustausch bringt einige Vorteile, zum Beispiel eine schnelle Datenübertragung in Echtzeit zur Kommandozentrale des Hafen-Managements. Weiterhin passt sich Powerlink an die Anforderungen des Hafengeländes an, weil es dem Anwender bei der Netzwerktopologie freie Wahl lässt. Wird die Anlage in Zukunft erweitert, lassen sich neue Teilnehmer per Netzwerkkabel einbinden. Die Einbindung bereits bestehender Anlagenteile erfolgt über ein eigenes X20-System von B&R das bestehende Profibus-Datenverbindungen bündelt, auf Powerlink umsetzt und so in das Management einbindet.

Sicherheit und Effizienz

Werden die Daten per Glasfaserkabel zwischen den Anlagen übertragen, lässt sich eine Distanz von bis zu zwei Kilometern überwinden. Auch weitläufige Anlagen wie ein Hafen-Terminal lassen sich so in Echtzeit realisieren. Die Glasfaser-Hubs empfangen die Echtzeitdaten der einzelnen Portalkräne und leiten die Daten an den Zentralserver weiter. Bei den Hebe- und Umschlagarbeiten der genormten Container an den Liegeplätzen sind Pendeldämpfung und Kollisionsschutz wichtige Steuerungsfunktionen mit hohem Einfluss auf Sicherheit und Effizienz der Logistik. ZPMC modellierte diese Prozesse daher in Matlab/Simulink und entwarf Regelalgorithmen, um Pendelbewegungen zu minimieren und gleichzeitig die Transportgeschwindigkeit zu erhöhen. Die abgestimmte Integration von Matlab/Simulink in das Automation Studio von B&R hat die direkte Einbindung des generierten Codes ohne Programmieraufwand ermöglicht. Ein weiterer Grund sich für B&R zu entscheiden, lag für ZPMC in der Möglichkeit, im Automation Studio Hochsprachen zu verwenden. Auch die Erstellung eigener Bibliotheken und das Einbringen eigener gekapselter Lösungen und deren effiziente Wiederverwendung waren weitere Gründe, die den Lösungsanbieter B&R auszeichnen.

Zukunft bereits heute umsetzen

„Als weltweit größter Lieferant von Hafenausrüstungen und -systemen müssen wir Anlagen mit Blick auf die Zukunft entwickeln“, erklärt Ye Jun, technischer Leiter von ZPMC. Das gemeinsame Projekt sei lediglich ein Anfang. „Wir werden weitere Anlagen und Managementsysteme entwickeln, die auf B&R-Technik basieren“, so Ye weiter. Mit Powerlink will das Unternehmen auch andere Anlagen, wie fahrerlose Transportfahrzeuge oder Hilfseinrichtungen, miteinander verbinden und so ein zentrales Managementsystem erstellen.

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