Baumaschinensteuerung mit Logo! und Simatic S7-1200 Vibrationsfest und wartungsfrei

Zur Höhen- und Neigungskontrolle rüsten Baufirmen ihre Bagger- und Baumaschinen (z.B. Raupen, Grader) üblicherweise mit Positioniersystemen auf Laser- oder GPS-Basis aus. Dazu zählen unter anderem Nivellierinstrumente zur Messung von Höhenunterschieden, Global-Positioning-System-(GPS-)Empfänger zur Positionsbestimmung, Totalstationen (Tachymeter) zur elektronischen Distanzmessung sowie Schildsteuersysteme auf Laser- und GPS-Basis. Für den Betrieb von Lasersteuerungen sind Laserempfänger stoßgeschützt am oberen Ende von Teleskopmasten montiert, die wiederum auf dem Rand einer Raupenschaufel oder eines Grader-Schilds angebracht sind. Die auf der Baustelle von Rotationslasern ausgesandten Impulse dienen als Höhenreferenz der von Vermessern festgelegten Planmaße. Sie werden von den Laserempfängern erfasst und an eine Steuerung weitergeleitet, die das Schild bzw. die Schaufel so lange hebt oder senkt, bis das geforderte Niveau erreicht ist und der Materialabtrag der Vorgabe entspricht. Ablösung der Platinensteuerung Für die Maschinensteuerung verwendete Gritzke bisher eine Platinenlösung. Diese gewährleistete zwar einen stabilen und zuverlässigen Betrieb, ließ Modifikationen aber nur in geringem Umfang zu. Es gab kundenseitig immer wieder Anpassungswünsche, die nur so weit realisierbar waren, wie es eine festverdrahtete Platinenlösung zuließ. Deswegen suchte man nach einer flexibleren und kostengünstigeren Alternative. Den entscheidenden Hinweis erhielt die Firma Gritzke in einer Beratung von Siemens. Auftragsbedingt mussten zwei Baufahrzeuge umgerüstet werden. Dies nahm man zum Anlass, die Platinenlogik durch Logo! Logikmodule zu ersetzen. In beiden Fällen spielte Zeit eine wichtige Rolle: Die Kunden forderten einen kurzfristigen Umbau, um die Fahrzeuge schnellstmöglich wieder auf den Baustellen in Betrieb zu nehmen. Die Schaltprogramme erstellten Gritzke-Mitarbeiter mit der Software \’Soft Comfort\‘ am PC und übertrugen sie dann in die Logikmodule. Nach Ansicht der Gritzke-Fachleute ist Logo! wegen seiner Funktionenvielfalt und Stabilität ideal für die Automatisierung von Raupensteuerungen geeignet, da es unter anderem eine proportionale und präzise Ansteuerung der Ventile ermöglicht. \“Es gibt Kunden, die ihre Lasersteuerungen seit Jahren störungsfrei nutzen\“, gibt Gritzke-Geschäftsführer Rolf Oschatz zu bedenken. \“Das Personal kennt sich bestens mit den Systemen aus, sodass die Bauunternehmen sehr daran interessiert sind, die Geräte auch weiterhin einzusetzen.\“ Ein Wechsel von einer Maschinengeneration zur nächsten zwingt sie jedoch zum Kauf neuer Steuerungen. Mit der von Gritzke entwickelten Zentraleinheit Bakomp kann die vorhandene Raupensteuerung nach Umbau und SPS-Erweiterung weiterverwendet werden. Alle Funktionen der vorhandenen Kontrollbox bleiben erhalten. \“Wir schützen die Investitionen des Kunden, indem wir seine bewährte Steuerung fit machen für den Einsatz auf neuen Fahrzeugen\“, unterstreicht Oschatz. Installation in wenigen Stunden Nach ersten erfolgreichen Installationen kamen die Gritzke-Techniker überein, weitere Automatisierungsfunktionen mit Siemens-Steuerungen umzusetzen. Eine davon ist die direkte Ansteuerung der Magnetventile an einem Raupen- oder Grader-Schild. Herstellerseitig werden die Ventile über das bordeigene System per Joystick angesteuert. Von dort laufen die Signale in den Bordcomputer, der einen Leistungsrechner steuert, dessen Leitungen mit den Ventilen verbunden sind. Dieser originale Versorgungsstrang bleibt bei der Bakomp-Lösung unangetastet und wird mit einem Bypass umgangen, der die Signale über die SPS, eine Simatic S7-1200, leitet. Ein 6\“-TFT-Farbdisplay Simatic HMI KTP600 ist in der Fahrerkabine montiert und gibt unter anderem Auskunft über die Soll- und Ist-Werte des Materialabtrags. Über die individuellen Funktionen der kombinierten Touch- und Tastenbedienung kann der Maschinist zum Beispiel die Ventilgeschwindigkeit einstellen. Bei Schichtende speichert die Steuerung die aktuellen Messwerte, sodass der Fahrer am nächsten Tag mit den Erdarbeiten dort weitermachen kann, wo er tags zuvor aufgehört hat. Ein Wechsel zwischen Automatikbetrieb und Handsteuerung ist jederzeit über das Bedienpanel möglich. Per SPS flexibel einsetzbar \“Allein schon aus Sicherheitsaspekten ist es nicht möglich, den originalen Versorgungsstrang zu trennen und die Hydraulik direkt mit der SPS zu verbinden\“, erklärt Achim Olsson, bei Gritzke zuständig für Montage und Service. \“Bei einem Systemausfall ließe sich die Baumaschine nicht mehr manövrieren.\“ Hinzu kommt, dass Baufirmen häufig geleaste Fahrzeuge einsetzen und ein hardwareseitiger Eingriff in die Steuerung aus Gewährleistungsgründen nicht zulässig ist. \“Das zweite Steuerungssystem ist innerhalb weniger Stunden installiert, ebenso schnell wieder abgebaut und der Originalzustand des Fahrzeugs wieder hergestellt\“, ergänzt Olsson. Positive Erfahrungen mit SPS-Technologie