03.03.2020

Arbeitsbereichsbegrenzung mit Safety-SPS

Kran unter Kontrolle

Weil Sicherheit vorgeht, müssen Kräne in ihrem Bewegungsradius zurückstecken. Dabei unterstützt eine flexible und kostengünstige Applikation auf der Basis einer Sicherheits-SPS, die den Arbeitsbereich der Hebemaschinen zuverlässig begrenzt. Auch die Schweizerischen Bundesbahnen erfüllen auf diese Weise die Sicherheitsbestimmungen.


Die Krananlage am SBB-Standort Zürich Herdern hält aufgrund der Applikation zur Kollisionsprävention die Sicherheitszone exakt ein.
Bild: SBB

Schwebende Lasten sind ein Sicherheitsrisiko. Aus diesem Grund dürfen Drehkräne ihre Last nicht über Bahngleise, Gebäude, Anlagen und Hochspannungsleitungen schwenken, eine Kollision der Ausleger mit Hindernissen jeder Art ist jederzeit auszuschließen. Um Vorschriften einzuhalten, müssen Betreiber von Baustellen sowie von Ver- und Entladevorrichtungen die Fahrwege eines Krans exakt begrenzen und Gefahrenbereiche zuverlässig aus dessen Drehradius ausnehmen. Bei dieser Aufgabe unterstützt eine neue Applikation für die kompakte, sicherheitsgerichtete SPS Pluto von ABB. Entwickelt mit dem langjährigen Systempartner SKA SPS-Technik kontrolliert und begrenzt sie den Fahr- und Arbeitsbereich eines Krans. Im Zusammenspiel mit dem Safety-Drehgeber RSA698 von ABB verhindert sie, dass der Ausleger zuvor definierte Grenzen zu Gefahrenbereichen überschreitet. Die Applikation steht als frei konfigurierbares Basis-Antikollisionssystem sowie unter dem Namen ABB-620 als schlüsselfertig installierbares Komplettpaket zur Verfügung. Beide Lösungen sind schnell einsatzbereit und erfüllen die Sicherheitsanforderungen nach den europaweit geltenden Normen EN17076 und EN14439. Schlank und flexibel im Handling sind sie dennoch widerstandsfähig gegenüber den Umgebungsbedingungen, die etwa auf Baustellen herrschen, wo Maschinen starken Temperaturschwankungen, Witterungseinflüssen, Erschütterungen und Vibration ausgesetzt sind.

Fahrwege begrenzen

Das Komplettpaket ABB-620 basiert auf der Sicherheits-SPS Pluto D45 und ist Dekra-zertifiziert. Es lässt sich ohne aufwändige Anpassungen in die Steuerungen gängiger Krantypen integrieren, speziell an Schnellmontage-Kränen. Da das System bereits steckfertig in einem Schrank montiert ist, lassen sich Kräne innerhalb weniger Stunden richtlinienkonform nachrüsten. Anwender können die Lösung zudem komfortabel via Touchscreen an die Gegebenheiten der jeweiligen Baustelle oder Verladestation anpassen. Auch die Bedienung ist intuitiv und erfordert keinerlei spezielle Kenntnisse. Das System zeigt die Position des Krans und die gesperrten Bereiche grafisch an, sodass Anwender jederzeit das gesamte Geschehen im Blick haben. Durch die schnelle Inbetriebnahme ist ABB-620 besonders interessant für Unternehmen, die Kräne an Baustellenbetreiber vermieten. Im deutschsprachigen Raum setzen bereits mehrere Anbieter auf das System. Der Funktionsumfang der schlüsselfertigen Applikation ist auf kleine bzw. mittlere Baustellen zugeschnitten und trifft hier auf große Nachfrage. "Auf kleineren Baustellen sind Kräne meist nur wenige Monate im Einsatz, sodass sich Investitionen in komplexe Sicherheits-SPSen oftmals nicht lohnen", betont Alexander Klassen, Geschäftsführer von SKA SPS-Technik. "Daher bietet das Paket ABB-620 eine gute Lösung, um die Vorschriften des Arbeitsschutzes zu erfüllen."

Sicheres Verladen bei der Bahn

Kranhersteller und Anwender, die diese sicherheitsbedingten Kontrollmöglichkeiten individuell anpassen wollen, können die Basisapplikation von ABB nutzen. Sie lässt sich flexibel konfigurieren und wird im Anschluss daran für die Zertifizierung auditiert. Sie steht nicht nur für die SPS Pluto D45 sondern auch für das kleinere Modell Pluto D20 zur Verfügung. Zu den Anwendern dieser Lösung zählen die Schweizerischen Bundesbahnen (SSB), an deren Servicestandort Zürich Herdern die SPS beim Entladen angelieferter Bauteile Sicherheit gewährleistet. Um die Kosten für Lagerhaltung zu reduzieren, setzen die SBB in der Instandsetzung ihrer Doppelstocktriebzüge auf die Just-in-Time-Anlieferung großer Komponenten. Radgestelle und andere angelieferte Bauteile müssen in Herdern vom Lkw entladen und in die Werkshalle gefahren werden. Die Herausforderungen dabei: Der Platz zwischen Halle und Gleisen ist knapp und die Begrenzung der Sicherheitszone - vorgegeben durch die Hochspannungsleitungen sowie die Fahrbereiche der Züge - darf beim Entladen nicht überschritten werden. Bei der Entwicklung der Entladeanlage galt es also, die Anforderungen des Arbeitsschutzes sowie die strengen Sicherheitsrichtlinien der SBB zu berücksichtigen. Die Firma CMCO projektierte eine passende Lösung und setzte sie um. Das System besteht aus einem 8,50m hohen Säulenschwenkkran mit 16t Traglast und 5m Ausladung. Eine frequenzgesteuerte Funkfernbedienung der Schwenk-, Fahr- und Hebeantriebe gewährleistet ein feinjustierbares Arbeiten. Für die Krananlage wählte CMCO Komponenten dreier Anbieter. Vetter Krantechnik lieferte die Kransäule, Stahl CraneSystems den 16t-Seilzug und die Steuerung. Hierfür lieferte ABB die Pluto-Basisapplikation zu, die der Partner für die Anforderungen der SBB konfigurierte.

Schutz vor Kollisionen garantiert

Beim Entladen der Radgestelle erfasst die Steuerung jederzeit die exakte Position des Auslegers sowie des Hakens. Gleichzeitig verhindert sie, dass der Kran den definierten Sicherheitsbereich überschreitet. Damit sind Kollisionen mit der Oberleitung, den Gleisen und Gebäuden zuverlässig ausgeschlossen. Da sich der Stromfluss durch die Oberleitungen mit zweikanaligen potenzialfreien Kontakten verriegeln lässt, kann der Arbeitsbereich des Krans erweitert werden. Dazu signalisiert die Fahrleitstelle der SBB der Steuerung, ob die Leitungen unter Strom stehen oder nicht. Seit April 2019 ist die Krananlage in Betrieb. "Mit dem Kran und der Steuerung von ABB erreichen wir bei der Wartung gleich drei Ziele auf einmal", erklärt Felix Jakob, SBB-Projektleiter. "Wir erfüllen die Anforderungen an die Arbeitssicherheit, verkürzen die Servicezeiten und senken die Kosten für die Lagerhaltung von Ersatzteilen." Mit dem einfach implementierbaren und kostengünstigen System zur Kollisionsprävention von Kränen will ABB neue Wege ermöglichen. Um die aktuellen Sicherheitsanforderungen zu erfüllen, standen bislang lediglich komplexe Systeme mit umfangreicher Funktionalität zur Verfügung. Angesichts der steigenden Nachfrage nach einer auf die Arbeitsbereichsbegrenzung spezialisierten Lösung hatte ABB gemeinsam mit SKA SPS-Technik überprüft, inwieweit sich diese Anforderungen mit der Pluto-SPS erfüllen lassen. Schließlich kann der kompakte Safety Controller von ABB eine Vielzahl an Sicherheitsvorrichtungen steuern. Programmieren lässt er sich unkompliziert mit der kostenlosen Software Pluto Manager. In Zusammenarbeit mit der Technikerschule Augsburg entwickelte ABB schließlich ein Programm für die SPS, das auf der Basis von Polygonen die jeweilige Position des Kranauslegers erkennt.

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