15.05.2018

Automatisierungstechnik für Offshore-Kabelkarusselle

Lange Leitung? Aber sicher!

Kabelkarusselle sind tonnenschwere Kolosse und sorgen dafür, dass Leitungen oder Elektrokabel auf dem Meeresboden verlegt werden können. Damit die Sicherheit für das mit der Vorbereitung und Verlegung betraute Fachpersonal gewährleistet ist, bedarf es anspruchsvoller Steuerungstechnik. Das niederländische Unternehmen Blue Offshore setzt als Anbieter für Kabelkarusselle deshalb auf das Automatisierungssystem PSS 4000 von Pilz.


Allrounder im Automatisierungssystem PSS 4000: Mit den Steuerungen des Typs PSSuniversal PLC lassen sich zentrale aber auch verteilte Projekte einfach umsetzen.
Bild: Pilz GmbH & Co. KG

Bei der Offshore-Lösung von Blue Offshore kommt alles aus einer Hand: Das Paket beinhaltet über die Module für die Kabelkarusselle und über die einzelnen Systemkomponenten für die Deckausrüstung hinaus auch das Fachpersonal, das die Ausrüstung bedienen und warten kann. "Wir bieten zudem an, die kompletten Steuerungen der Kabelkarusselle auszutauschen", betont Evert-Jan van Wijk, Gründer und Geschäftsführer des Unternehmens, diesen besonderen Service. Da dieser Vorgang sehr komplex ist und auch den Aspekt der Safety strapaziert, wurde Pilz als Experte für Automatisierung und Sicherheit mit ins Boot geholt. Das modulare System von Blue Offshore ist komplex: Dazu gehören über die Inhouse-Kabelkarusselle hinaus Spannvorrichtungen, Wickelantriebe sowie Komponenten, die speziell für das Verlegen flexibler Leitungen, Hydraulikleitungen und Elektrokabel benötigt werden. Alle Systemkomponenten sind dabei so konstruiert, dass sie in demontiertem Zustand von einem normalen Containerschiff transportiert und vor Ort rasch montiert werden können. "Natürlich verfügen sämtliche Komponenten über die erforderlichen Zulassungen und Zertifikate, einschließlich Lloyds", betont van Wijk.

Kabelverlegung ist nicht gleich Kabelverlegung

Das erste Kabelkarussell von Blue Offshore ging 2012 in Betrieb. Doch kein Projekt gleicht seitdem dem anderen: "Leitungen und Elektrokabel auf dem Meeresboden zu verlegen, ist jedes Mal wieder anders, sogar einzigartig", schaut van Wijk zurück. Denn die geologische Beschaffenheit des Meeresgrundes und weitere Faktoren bestimmen, wie groß, wie leistungsstark und wie schnell die Deckausrüstung sein muss. Und der Meeresboden ist nun mal so unterschiedlich beschaffen wie die übrige Erdoberfläche. Aus diesem Grund ist es wichtig, dass die Systemkomponenten je nach Anforderung zusammengestellt werden können, damit unterschiedliche Kundenanforderungen bedient werden können. Größe, Leistungsstärke und Schnelligkeit der Deckausrüstung variieren so von Projekt zu Projekt. Die jeweils benötigten Komponenten werden am Dock auf einem dafür vorgesehenen Schiff installiert und im Anschluss mit den Leitungen bzw. Kabeln beladen. Das so ausgestattete Schiff macht sich anschließend auf den Weg zur Verlegestelle auf See, wo es angekoppelt wird. Sämtliche Leitungen werden anschließend per Kabelkarussell über die Spannvorrichtung zur Plattform, Verteilereinrichtung oder Windenergieanlage verlegt. Dabei sorgt ein elektrohydraulischer Motor nicht nur für den Antrieb des Kabelkarussells, sondern auch für die Führung der Leitungen oder Kabel beim Einholen bzw. späteren Abwickeln.

Sicherheit fährt stets mit

Bei allem steht der Schutz des Bedieners im Mittelpunkt. Van Wijk macht deutlich: "Schließlich sind hier Menschen am Werk und da passieren eben Fehler." Z.B. wenn sich Personen während des Betriebs im Gefahrenbereich des Kabelkarussells aufhalten. Eine regelmäßige Wartung und Grundüberholung der Kabelkarusselle ist also Standard. Im vergangenen Jahr stand so auch eine Grundüberholung für das erste, 2012 in Betrieb genommene Kabelkarussell an - es verfügt über ein Leergewicht von 600t und einen Durchmesser von 23m sowie eine Kapazität von bis zu max. 5.000t, die es aufnehmen kann. Die Wartung umfasste neben dem Austausch von Verschleißteilen wie Hydraulikschläuchen oder einem neuen Anstrich auch eine Reihe kundenspezifischer Verbesserungen: Die Kapazität der Spannvorrichtung wurde von 5 auf 15t erweitert und das Steuerungssystem auf den aktuellen Stand der Technik gebracht. Zudem kann man das Kabelkarussell mit Blick auf die Sicherheit des Bedieners seit dem Retrofit ausschließlich von der Bedienerkabine aus steuern. Im Problemfall kommen die Decksysteme zu einem sofortigen Stopp und das Steuerungssystem zeigt die Störung konkret an, damit sie schnell und effizient behoben werden kann.

Ein System, das (zusammen) passt

Automatisierung, die Maschine und Mensch sicher und effizient arbeiten lässt, Steuerungssysteme, die auch die Safety mit abdecken, müssen hundertprozentig zuverlässig sein. Der Steuerungsanbieter Pilz mit seinem Fokus auf sichere Automatisierungslösungen war hier aus Sicht von Blue Offshore der richtige Partner. "Pilz verfolgt dieselbe Sicherheitsphilosophie wie wir", so van Wijk. "Das Unternehmen ist nicht nur Technologieführer in der sicheren Automation, sondern auch stets auf der Suche nach der besten Lösung - da gibt es keine Feierabendmentalität", führt der Blue-Offshore-Chef weiter aus. Überzeugen konnte auch das weltweite Netz von Niederlassungen: "Pilz kann direkt vor Ort und in der Landessprache unterstützen, die Sprache ist also keine Barriere, was für ein sensibles Thema wie Sicherheitssteuerungen absolut relevant ist", nennt er weitere Gründe.

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Teamwork als Basis der Zusammenarbeit

Das Rotterdamer Dock war von Beginn des Umbaus an quasi Schauplatz des Geschehens: Verstehen und sehen wie das Decksystem funktioniert, war essentiell und Ausgangspunkt aller Überlegungen der Grundüberholung und Wartung. Ein erstes Ergebnis war, die Software grundsätzlich anzupassen, um die notwendig werdenden zusätzlichen Funktionen auch verarbeiten zu können. Der nächste Schritt lag darin, eine passende Steuerung einzubinden. Die Wahl fiel auf die zum Automatisierungssystem PSS 4000 gehörende Steuerung PSSuniversal PLC. Die intelligente SPS sorgt nun z.B. dafür, dass ein akustisches Warnsignal 10s vor Anlaufen des Karussells ertönt oder, dass eine Ampel über Grün oder Rot signalisiert, ob Mitarbeiter das Kabelkarussell betreten dürfen oder nicht. Die anfängliche Anforderung an Pilz, die Module des Decksystems transparenter in der Software abzubilden, wurde ergänzt durch eine schnelle Diagnoselösung, die notwendige Diagnosefunktionen wie das schnelle Rückmelden etwa von den Nothalt-Systemen einschließt. Fehler können so nun schneller verfolgt und behoben werden. Nach einer Phase intensiver Tests soll das System bald im Normalbetrieb laufen. Van Wijk freut sich: "Die Zusammenarbeit mit Pilz war äußerst erfolgreich, bringt unseren Kunden einen echten Mehrwert."

Automatisierungssystem für einheitliches Handling

Mit dem Automatisierungssystem PSS 4000 von Pilz lassen sich Lösungen aufbauen, die gleichermaßen Standardsteuerungs- und Sicherheitsaufgaben abdecken und die für den Anwender dennoch sehr einfach zu handhaben sind. Zentrale Idee des Systems ist die Verschmelzung von beiden Disziplinen. PSS 4000 erlaubt es, die Vorteile einer dezentralen Steuerungsstruktur zu nutzen, ohne die damit üblicherweise verbundene höhere Komplexität bei einer Verteilung der Programme auf unterschiedliche Steuerungen in Kauf nehmen zu müssen. Die Handhabung wird vereinfacht bei gleichzeitig höherem Grad der Standardisierung. Während bei der klassischen Automatisierung eine einzelne, zentrale Steuerung die Maschine oder Anlage überwacht und alle Signale verarbeitet, erlaubt PSS 4000 die Verteilung von Steuerungsfunktionen. Prozess- oder Steuerungsdaten, Fail-safe-Daten und Diagnoseinformationen werden über Ethernet ausgetauscht und synchronisiert. Damit spielt es für die Steuerungsfunktion keine Rolle, wo der zugehörige Programmteil abgearbeitet wird. Statt einer zentralen Steuerung, steht dem Anwender ein zur Laufzeit verteiltes Anwenderprogramm in einem zentralen Projekt zur Verfügung. Über dieses zentrale Projekt werden alle Netzteilnehmer konfiguriert, programmiert und diagnostiziert. So ist ein einfaches, einheitliches Handling im Gesamtprojekt möglich.

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