Mobile Kompaktstation mit technischen Leckerbissen

Extreme Anforderungen im Einsatz unter Tage 

Die Anforderungen an die technische Ausrüstung der IBS Teilschnittmaschinen sind technisch anspruchsvoll und von den extremen Einsatzbedingungen im Bergwerksbetrieb unter Tage geprägt. 

Der Bereich Elektrik und Steuerungstechnik um ihren Leiter Sven-Peter Erb musste deshalb tief in die technische Trickkiste greifen, um bei der Entwicklung der Maschinensteuerung alle Anforderungen abzudecken. 

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Umfangreiche Funktionen 

Die Aufgabenstellung ist mit „technischen Gemeinheiten“ gespickt: Hohe mechanische Belastungen durch starke Maschinenvibrationen, explosionsgeschützte Ausführung (IBExU14ATEX1294 X), Integration eines umfangreichen Sensoren- und Aktuatorenpakets, Fernsteuerung der Anlage mit kompaktem Steuerungsmodul, fotorealistische Echtzeit-Visualisierung von Kamerabildern, Fernwartungsfähigkeit aus der Kohlegrube in Südamerika nach Deutschland.

Die 11 elektrischen Highlights der eigenentwickelten Anlagensteuerung

1. Fernsteuerungstest

Die Kompaktstation RS 2.0 der Teilschnittmaschine SM150 verfügt über eine fotorealistische Visualisierung zum Testen des Funksenders. Der Vorteil ist, dass dadurch die Fehlersuche extrem vereinfacht wurde (extreme Zeitersparnis).

2. Erdschluss Überwachung

Das System verfügt erstmals über ein Erdschlusssystem was nicht nur im Störungsfall abschaltet, sondern auch eine frühzeitige Warnung ausgibt. Der Vorteil ist, dass so Erdschlussbeseitigungen in Wartungsschichten beseitigt werden können und es nicht mehr zum Stillstand der Maschine führt.

3. Busbasierende Koppelkarten

IBS war die erste Firma die Busbasierte Koppelkarten im Bereich Bergbau eingesetzt hat. So besitzt die Teilschnittmaschine SM150 flächendeckend diese Technik. Der Vorteil an dieser Technik ist, dass Fehler nicht mehr händisch ausgemessen werden müssen sondern gleich visualisiert werden.

4. Busbasierende Stromwandler

Der Vorteil liegt darin, dass es der Stromwandler durch seine “intelligente“ Vernetzung möglich macht Störungen im Wandler zu visualisieren.

5. Bus Systeme

Die IBS E-Station kommuniziert mit 8 verschiedenen BUS Systemen (CAN Ca; HA; CAN i; CAN B; Ethernet; Profi Bus; Profi Safe; Profi Net; Profi Net Safe; i-Profibus; DSL). Dieses ist nötig, um überhaupt diese Summe der komplexen Teilnehmer zu integrieren. Highlights sind die beiden SIL drei zertifizierten BUS Systemen, der Vorteil ist, dass jeder Punkt in der Station (Maschine) mit einem hohen Sicherheitsintegrationslevel erreicht werden kann. Was bei Mitbewerbern nur mit mechanischem Aufwand möglich ist, kann hier durch Software-Änderung und einfachem Kartentausch erzielt werden.

6. Zentrale Software Verwaltung

Die Software von intelligenten Teilnehmern wird zentral auf der CPU verwaltet. Der Vorteil ist, dass sich im Defektfall die Software automatisch auf die getauschten Teilnehmer hoch lädt (kein lokales Hochladen nötig). Damit wird die Ersatzteilhaltung reduziert und der Tausch der Bauteile stark vereinfacht.

7. Zwei Steuerspannungen

Die gesamte E-Station verfügt nur noch über zwei Steuerspannungen. Der Vorteil ist die geringe Wartung, Einfachheit und hauptsächlich, dass die Möglichkeit von potenzialbasierenden Schäden hierdurch stark reduziert ist.

8. Optokoppler

Durch die weit verbreitete Verwendung von Optokopplern an Brennpunkten bleiben Schäden lokal und führen nicht zu globalen Schäden.

9. Standfestigkeit

Selbst bei extrem großen Spannungsschwankungen bleibt die Steuerung aktiv. Komplettausfälle gehören somit der Vergangenheit an. Der Vorteil ist, dass ein Neu-Booten der Steuerung nicht mehr nötig ist (Zeitersparnis).

10. Fernwartungsmodul

Durch die Nutzung des Fernwartemoduls ist es fast so als wären unsere Service Techniker direkt an der Maschine

11. F-CPU und Sicherheitssoftware Tool aus einem Portal

Die E-Station verfügt über eine fehlersichere CPU und die Software über ein einheitliches Portal (Sicherheit “Normal“ Programm). Der Vorteil liegt darin, dass somit alles aus einem Guss kommt und es nicht, wie sonst üblich, doppelt vorhanden ist.

Siemens-Bericht im Bereich TIA

Die gewählten Konzeptionen und Lösungen wurden von unserem Systempartner Siemens als interessant genug eingeschätzt, um darüber einen Artikel in den Publikationen des Bereichs „Total Integrated Automation" (TIA) zu erstellen.
Link zum Siemens-Artikel.


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