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Zuverlässige Signale

Text: Arno Martin Fast, Phoenix Contact
Im belgischen Zeebrügge bilden Schleusenanlagen das Tor für die Ein- und Ausfahrt von Containerschiffen in den inneren Hafenbereich. Signalisierungsleuchten und Automatisierungstechnik stellen sicher, dass der Schleusenvorgang für alle Beteiligten reibungslos funktioniert.

Die in der belgischen Provinz Westflandern gelegene Stadt Zeebrügge umfasst einen der größten und wichtigsten Häfen Europas. Neben vielen verschiedenen Gütern werden von hier insbesondere die in Belgien und den angrenzenden Ländern gefertigten PKWs unterschiedlicher Hersteller in die ganze Welt verschifft. Vor diesem Hintergrund rangiert der Hafen von Zeebrügge nach Antwerpen als zweitgrößter und modernster maritimer Warenumschlagplatz Belgiens. An der Straße von Dover und somit dem engeren Teil des Ärmelkanals mit großen Wassertiefen angesiedelt, können selbst die größten Containerschiffe den Hafen von Zeebrügge ansteuern. Sie transportieren von dort 2,2 Millionen Autos pro Jahr rund um den Globus und haben die belgische Stadt so zum größten PKW-Drehkreuz der Welt gemacht.

Die 1984 in Betrieb genommene Pierre-van-Damme-Schleuse sorgt mit einer weiteren Schleuse dafür, dass die Containerschiffe in den inneren Hafenteil mit zwei großen Docks gelangen. Sie ist für maximal zwei Schiffe ausgelegt, die jeweils bis zu 250 Meter lang sein und einen Tiefgang von zwölf Meter haben können. Ausgeglichen werden muss ein Höhenunterschied von höchstens vier Meter, wobei keine Pumpen zum Einsatz kommen, sondern lediglich die Schwerkraft genutzt wird. Ergänzend zu den zwei Toren schließt die Schleuse vier Hebebrücken ein, über welche die im Hafen fahrenden LKWs und PKWs das Bauwerk während des Durchschleusens passieren können.

Spannungsversorgung und Kommunikation

Aufgrund der gestiegenen Sicherheitsanforderungen verlangten die Verantwortlichen des Hafens Zeebrügge nach einer zuverlässigen und diagnostizierbaren Signalisierung an der Schleusenanlage. Zu diesem Zweck hat Phoenix Contact feldbusfähige Signalisierungsleuchten entwickelt und gemeinsam mit einem Systemintegrator in die Schleusenanlage eingebaut. Die Signalisierungsleuchten der Produktfamilie CSD-SL, die in den Leuchtfarben rot, grün, gelb und weiß erhältlich sind, erfüllen die Bedingungen der IALA E200-1 sowie der EN 12699. Neben der guten Leuchtweite überzeugen sie durch eine redundante Spannungsversorgung und ein redundantes Feldbussystem. Zwei Netzteile und zwei getrennte Feldbusmodule stellen somit eine hohe Verfügbarkeit sowie Diagnosefähigkeit sicher. Das Gehäuse der Signalisierungsleuchten und die Anschlusstechnik sind ebenfalls für die rauen Umgebungsbedingungen im maritimen Umfeld konzipiert.

In der Schleusenanlage werden zudem Steuerungen von Phoenix Contact verwendet, die die Daten der Signalisierungsleuchten über das Echtzeit-Ethernet-Protokoll Profinet an ein überlagertes Leitsystem übermitteln. Auf diese Weise können die Mitarbeiter in der Leitwarte Informationen der Signalanlage wie die aktuelle Leuchtstärke, den Strom und die Spannung von jeder der bis zu 66 LEDs, den Zustand der LEDs sowie die auf die Leuchte einwirkende Lichtstärke auslesen. Zusätzlich zur Diagnose der Signalisierungsleuchten lässt sich jede einzelne LED ansteuern. Sofern gewünscht, schreibt die Steuerung von Phoenix Contact die diagnostizierten Daten direkt in eine SQL-Datenbank. So kann die Hafenbehörde sicher archivieren, zu welchem Zeitpunkt welche Signale an der Schleusenanlage aktiv waren. Sollte es hier zu einem Zwischenfall kommen, liegen also stets die relevanten Daten der Signalanlagen vor.

Archivierung der Daten

Wie bereits beschrieben, besteht die Schleusenanlage des Hafens Zeebrügge neben den Schleusentoren und Signalisierungs-Einrichtungen aus vier Hebebrücken und der zugehörigen Sicherheitstechnik. Zur Automatisierung dieser Installationen werden weitere Komponenten und Systeme von Phoenix Contact eingesetzt. Dazu zählen die Reihenklemmen sowie Relais, Steuerungen, I/O-Module, Signalkonverter und sicherheitsgerichtete Komponenten.

Die Steuerung der Signalisierungsleuchten erfolgt von der Leitwarte über eine Lichtwellenleiter-Verbindung via Profinet-Protokoll. Die Steuerbefehle werden dann über Switches an die Profinet-fähige Kleinsteuerung ILC 171 ETH 2TX kommuniziert. Wegen der erhöhten Anforderungen an die Verfügbarkeit der Schleusenanlage sind die Übertragungswege redundant ausgelegt und umgesetzt worden. Zu jedem der acht Meter hohen Masten, an denen die Signalisierungsleuchten angebracht wurden, gehören deshalb zwei ILC 171 ETH 2TX mit dem entsprechenden Feldbusmaster. Fällt eine Kommunikationsstrecke aus, übernimmt der andere Controller sofort die Aufgaben der abgeschnittenen SPS und meldet auch deren Störung an die Leitwarte.

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