Klik hier voor het volledige verhaal [PDF, 0,32 MB]

- applicatie van de maand januari 2014 -
Vlot scheepvaartverkeer
Automatisering van een sluisdeur
in de haven van Zeebrugge
Sluizen zijn in Zeebrugge nodig om container
schepen in en uit de binnenhavenzone te laten.
De seinlichten en automatiseringstechnologie van
Phoenix Contact zorgen ervoor dat het sluisproces
voor iedereen vlot verloopt.
Zeebrugge, gelegen in de Belgische
provincie West-Vlaanderen, is een van
de grootste en belangrijkste Europese
havens. Naast tal van uiteenlopende
goederen worden van hieruit personenwagens die in België en de buurlanden door verschillende constructeurs
worden gebouwd, over de hele wereld
verscheept. Daarmee is Zeebrugge na
Antwerpen de tweede grootste en modernste commerciële draaischijf in België.
De voordelen van deze haven hebben
niet alleen te maken met haar geografische ligging aan de Noordzee, maar ook
met de uitstekende verbinding met het
auto- en spoorwegennet. De haven van
Zeebrugge ligt aan het Nauw van Calais
in een smal en heel diep deel van het
Kanaal, zodat ze toegankelijk is voor de
grootste containerschepen. Die vervoeren elk jaar 2,2 miljoen auto’s over de
hele wereld, wat van deze Belgische stad
wereldwijd de grootste draaischijf voor
personenwagens maakt. Zeebrugge is
ook de belangrijkste Europese haven
voor het roll-on/roll-off verkeer.
De Pierre Vandammesluis, die in 1984 in
gebruik werd genomen, en een tweede
sluis verlenen containerschepen toegang
tot de twee grote dokken in de binnenhaven (figuur 1).
Figuur 1:
De Pierre Vandammesluis verbindt de binnenhaven van Zeebrugge met de Noordzee.
Een meegroeiende oplossing voor een veeleisende omgeving
De toenemende veiligheidseisen voor sluizen vereisen nieuwe
componenten en automatiseringsconcepten. Met een uiterst
communicatieve sturingstechnologie en redundante seinlichten
biedt Phoenix Contact een oplossing aan die meegroeit in de
tijd en kan inspelen op veranderende eisen. De kern van de
oplossing is de Inline controller ILC 171 ETH 2TX. Die biedt:
• Ondersteuning voor diverse protocollen, waaronder HTTP,
FTP, SNTP, SNMP, SMTP, SQL, en MySQL.
• Kosteloze engineering conform IEC 61131 met behulp van
de PC Worx software tool
• De Profinet-functionaliteit
De sluis is berekend op maximaal twee
schepen van elk 250 m lang en met een
maximale diepgang van twaalf meter.
Het waterpeil moet worden verhoogd
of verlaagd om het hoogteverschil van
maximaal vier meter op te vangen
zonder pompen, uitsluitend met gebruik
van de zwaartekracht. Naast de twee
sluizen omvat de Pierre Vandammesluis
vier liftbruggen, die trucks en andere
voertuigen doorgang verlenen tijdens
het versluizen.
UITERST BESCHIKBARE, DIAG
NOSTICEERBARE SEINLICHTEN
Gezien de strengere veiligheidseisen
vroeg de havenmeester in Zeebrugge
om een betrouwbare en diagnosticeerbare signalisatie op de sluis. Daartoe ontwikkelde Phoenix Contact veldbus-compatibele seinlichten en werkte het samen
met Egemin voor de installatie ervan in
de sluis (beeld 2).
• Een geïntegreerde webserver voor visuele weergave met de
WebVisit tool
• Een geïntegreerde FTP server
• Het flashbestandensysteem.
Naast hun buitengewone lichtbereik zijn de seinlichten ook
voorzien van een redundante spanningsvoeding en een redun
dant veldbussysteem.Twee stroomvoedingen en twee geïso
leerde veldbusmodules staan borg voor een grote beschikbaar
heid en zorgen voor uitgebreide diagnosemogelijkheden. De
behuizing van de seinlichten en de aansluitingstechnologie zijn
berekend op een veeleisend maritiem milieu.
De signalisatielichten van de CSD-SL
productlijn, verkrijgbaar in fluorescerend
rood, groen, geel en wit, beantwoorden aan de eisen van IALA E200-1 en
EN 12699. Niet alleen hebben ze een
buitengewoon verlichtingsbereik, maar ze
omvatten ook een redundante voeding
en een redundant veldbussysteem. Twee
voedingseenheden en twee geïsoleerde
veldbusmodules zorgen dus voor een
hoge beschikbaarheid en voor diagnosemogelijkheden. De behuizing van de
seinlichten en de verbindingstechnologie
zijn berekend op de veeleisende maritieme onstandigheden.
Daarnaast worden in de sluis Phoenix
Contact controllers gebruikt, die de
gegevens van de seinlichten naar een
stroomopwaarts controlesysteem doorsturen via het real-time Modbus TCP
Ethernet protocol. Op die manier kan
het personeel in de controlekamer informatie van het seinsysteem aflezen, zoals
de actuele lichtsterkte, de stroomsterkte
en spanning van elk van de 66 LED’s, de
status van de LED’s, alsook de lichtsterkte die elk seinlicht ondergaat. Zo kunnen
controlediagnoses worden uitgevoerd
op de seinlichten en op elke individuele LED. Indien nodig kan de Phoenix
Contact controller de diagnosegegevens rechtstreeks in een SQL database
schrijven. De havenautoriteit kan dus
veilig alle gegevens opslaan in verband
met welke sluisseinen op welk moment
actief waren. Als er zich dan een incident
voordoet, zijn de relevante gegevens van
de seinsystemen altijd beschikbaar.
PROFINET REDUNDANTE
CONTROLETECHNOLOGIE
Figuur 2: De kapitein wordt via de seinlichten
op elk moment op de hoogte gehouden van de
belangrijkste commando’s.
Zoals hoger beschreven omvat de
havensluis van Zeebrugge naast de
sluispoorten en hun seinsystemen ook
vier liftbruggen met hun beveiligingstechnologie. Heel wat Phoenix Contact
componenten en systemen worden
ook gebruikt voor de automatisering
van deze installaties (figuur 3). Deze
omvatten beproefde terminalblokken,
relais, controllers, I/0-modules, signaalomvormers en veiligheidscomponenten. De seinlichten worden door de
controlekamer gestuurd via een optische
vezelverbinding en het Profinet protocol. De stuurcommando’s worden
dan via schakelaars doorgestuurd naar
de Profinet-compatibele ILC 171 ETH
2TX compacte controller. Wegens de
verhoogde beschikbaarheidseisen van de
sluis zijn de transmissiewegen redundant
geconfigureerd en geïmplementeerd.
Figuur 3:
De besturingskasten van de sluis bevatten talrijke
Phoenix Contact componenten.
Daarom is elk van de 8 meter lange
masten waarop de seinlichten zijn geplaatst, uitgerust met twee ILC 171 ETH
2TX eenheden en een bijbehorende
veldbusmaster (figuur 4).
Figuur 4: Twee Inline controllers worden ingezet
voor de communicatie met de seinlichten.
Figuur 6: De Phoenix Contact automatiseringstechnologie zorgt voor een veilige doortocht langs de sluis.
Figuur 5: Als onderdeel van het Inline station
worden de veiligheidsmodules gebruikt voor het
sturen en bewaken van de vier liftbruggen en de
overeenkomstige sluissystemen.
Als een van de communicatiekanalen
faalt, neemt de andere controller de
taken van de geïsoleerde PLC over en
meldt het defect aan de controlekamer.
Naast de melding van defecten van de
tweede compacte controller stuurt de
actieve ILC 171 ETH 2TX diverse types
van gegevens van het seinlicht naar de
controlekamer. Zoals eerder vermeld,
omvatten deze de status, de stroomsterkte en de spanning van elke afzonderlijke led, de temperatuur in de seinlichten, alsook de incidentele lichtsterkte.
De Inline controller kan de gegevens dan
rechtstreeks in een SQL database wegschrijven en opslaan voor latere evaluatie
en documentatie. Veiligheidscomponenten dienen voor de sturing en bewaking
van de vier liftbruggen en de overeenkomstige sluisdeursystemen. Ze voldoen
eveneens aan de strenge veiligheidseisen
van de havenautoriteit (figuur 5).
wordt er via de seinlichten van op de
hoogte gebracht dat hij met zijn schip
de sluis kan binnenvaren (figuur 6). Om
dit proces zo efficiënt mogelijk te laten
verlopen, is er in de Pierre Vandammesluis plaats voor twee schepen met
een maximale lengte van 250 meter (figuur 7). Wanneer de geopende sluisdeur
opnieuw gesloten is, zakken de liftbruggen en worden ze opnieuw geopend
voor het autoverkeer. Het waterpeil in
de sluis moet worden verhoogd of verlaagd om het verschil in waterpeil tussen
de binnenhaven en de Noordzee op te
vangen. Daartoe opent de sluiswachter
de schotten in de sluiswanden, zodat het
water onder invloed van de zwaartekracht aan beide zijden een zelfde peil
bereikt. Eens het water binnen en buiten
de sluis een zelfde peil heeft bereikt,
worden de sluisdeuren aan de uitgangszijde gesloten, gaan de liftbruggen
omhoog en wordt de sluis geopend. De
Dispatching
kapitein krijgt tijdens het hele process de
belangrijke commando’s via de seinlichten meegedeeld. De componenten,
systemen en oplossingen van Phoenix
Contact staan borg voor een veilige
doorgang door de Pierre Vandammesluis
en werken zodoende een vlot en snel
goederenverkeer in de hand.
Meer weten?
Hugo Van Rillaer,
Industry Manager Water Infrastructure
[email protected]
Kristin Jacobs,
Marketing Communications
[email protected]
Phoenix Contact nv
Minervastraat 10-12
1930 Zaventem
02 723 98 11
SQL Server
Fiber optic cable
Ethernet
Switch
Ship
signs
Emergency stop
EFFICIËNT PROCES
Hoe verloopt het proces van de sluisdeuren? Als een schip de binnenhaven
wil in- of uitvaren, worden de sluisdeuren eerst gesloten aan de respectieve
zijde van de sluis. Van zodra dat veilig is
gebeurd, gaan de liftbruggen omhoog
en gaat de sluisdeur open. De kapitein
Compact controller
with safety module
Figuur 7:
Vereenvoudigd aanzicht van de sluis in Zeebrugge.