Getreide, Getriebe und Giganten im Synchronschritt

Getreide, Getriebe und Giganten im Synchronschritt
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05.02.2014 | Jedes Jahr werden im Hafen von La Rochelle Millionen von Tonnen Rohstoffe umgeschlagen, hauptsächlich Getreide. Unterstützt mit Antriebstechnik und Prozessautomation von Schneider Electric hat der Uzwiler Technologiekonzern Bühler im Atlantikhafen den grössten fahrbaren Schiffsbelader für Getreide seiner Firmengeschichte gebaut. Neu können damit Schiffe von bis zu 120’000 Tonnen beladen werden.

Der neue Schiffsbelader im Atlantikhafen von La Rochelle ist ein Koloss aus Stahl, scheinbar nicht vom Fleck zu kriegen. 35 Meter hoch ist der Kran, 37 Meter lang die Transportbrücke zum Hafenquai. Der Abstand zwischen den Schienen, auf denen sich das Ungetüm bewegt, beträgt beinahe 12 Meter. Doch trotz der enormen Grösse und einem Eigengewicht von rund 400 Tonnen ist der grösste fahrbare Schiffsbelader, den Bühler je gebaut hat, alles andere als unbeweglich. Dank der Antriebs- und Automationslösung von Schneider Electric lässt sich der Schiffsbelader am Quai von La Rochelle bis zu 450 Meter weit verschieben. Parallel dazu fährt ein Abwurfwagen mit, der das Getreide vom Silo-Förderband zum Schiffsbelader verfrachtet. Zur Abstützung der Verbindungsförderbrücke zwischen Schiffsbelader und Abwurfwagen ist eine dritte Schiene nötig. Der Abwurfwagen ist mit dem Schiffsbelader nicht fest verbunden, jedoch dank präziser Steuerung stets in seinen Bewegungen synchronisiert. Der neue Schiffsbelader von Bühler ergänzt 2 existierende Beladesysteme, die in die Jahre gekommen und nur noch teilweise im Einsatz sind. Die Silobetreiberin SICA Atlantique in La Rochelle will damit die Durchsatzrate beim Beladen erhöhen, sodass mehr Weizen, Mais, Sonnenblumenkerne und Raps pro Stunde umgeschlagen werden können. Im Vergleich zum Vorgänger- Modell aus den 1970er Jahren erhöhte Bühler den Durchsatz um satte 50 %, von 1000 auf 1500 Tonnen pro Stunde. Damit können im Hafen von La Rochelle erstmals Schiffe von bis zu 120’000 Tonnen Gesamtgewicht mit Getreide beladen werden, doppelt so viel wie zuvor. Bühler produziert sowohl stationäre wie auch fahrbare Schiffsbelader. Die Vorteile eines beweglichen Beladers liegen auf der Hand: Das Transportschiff muss nicht mühsam zum Schiffsbelader gelotst werden, sondern es wird einmal vertäut und bleibt, wo es ist. In Bewegung ist stattdessen der Schiffsbelader mit seinem 24 Meter langen, schwenkbaren und höhenverstellbaren Ausleger. Dank eines raffinierten Wurfbandes im Beladeteleskoprohr wird das Getreide gleichmässig im Schiffsrumpf verteilt. Das ist wichtig für die Stabilität der Schiffe – denn nur wenige Grade Schräglage liegen drin.

Schlüsselmoment Materialübergabe

Schlüsselmoment Materialübergabe
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Das französische Getreide – Frankreich ist der zweitgrösste Exporteur Europas – wird vom Hafensilo auf einem 550 Meter langen Bühler-Förderband zum Abwurfwagen befördert. Dort findet die Materialübergabe statt. Beim Abwurfwagen überwindet das Ladegut eine Höhendifferenz von 8 Metern hinauf zum Schiffsbelader. «Die Materialübergabe war eine der grossen Herausforderungen des Projekts», sagt Stefan Haltiner, Automation Engineer von Bühler. «Abwurfwagen und Schiffsbelader müssen während des Fahrund Beladeprozesses in der Bewegung perfekt aufeinander abgestimmt sein.» Die Lösung bestand in einem Winkelmesser, der die Position des Abwurfwagens in Bezug auf die Belader-Brücke misst und bei zu grosser Abweichung automatisch stoppt. Schneider Electric unterstützte Bühler bei der Konzeption und Umsetzung der Antriebstechnik, der Steuerungssysteme sowie – auf Wunsch des Kunden SICA – auch bei der Prozessautomation.  Angetrieben wird der Schiffsbelader, der auf 3 Schienen fährt, von sechs 7,5 kW-Elektromotoren. Die 10 seeseitigen Räder besitzen 2 davon, die quaiseitigen 12 Räder 4 Motoren. Auf der dritten Schiene zur Abstützung der Verbindungsförderbrücke sind für die 4 Räder noch zwei 5,5 kW Motoren angebaut. Pro Schienenstrang wurde je ein Altivar-Frequenzumformer eingesetzt. So ausgerüstet, bewegt sich der 400-Tonner für die Positionierung mit einer Geschwindigkeit von rund 15 Metern pro Minute hin oder her, bei laufendem Beladeprozess noch mit 5 Metern pro Minute. Der vierachsige Abwurfwagen wird mit 2 Getriebemotoren à 4 kW Leistung angetrieben, wofür ein Frequenzumrichter ausreicht. Damit beträgt die Anschlussleistung des Schiffsbeladers für das Fahren bescheidene 64 kW, was dem 85 PS-Motor eines Kleinwagens entspricht. Alle 4 Frequenzumrichter sind über einen Zwischenkreis miteinander verbunden und können die überschüssige Energie aus dem Zwischenkreis in das Netz zurückübertragen. Diese Rückspeisung ist viel ökologischer und ökonomischer als die Umwandlung in Wärmeenergie. Zusätzlich werden für den Anlauf der Förderbänder Altistart-Softstarter eingesetzt, die das sanfte Anfahren der Bandförderer ermöglichen.

400-Tonnen-Belader – von einem Mann bedient

400-Tonnen-Belader – von einem Mann bedient
Werner Bräker, Schneider Electric; Stefan Haltiner, Bühler AG; Stefan Zürcher, Schneider Electric; Fritz Boss, Bühler AG

Die Steuerung des Schiffsbeladers befindet sich in einem Elektro-Container mit den Normmassen für die Hochseeschifffahrt. Bühler hat die Hauptsteuerung mit 7 Schaltfeldern komplett in Uzwil montiert und anschliessend nach La Rochelle transportiert. In einem zweiten Container ist die Mittelspannungsaufbereitung untergebracht, wo die Anschlussspannung von 15 kV auf 400 Volt heruntertransformiert wird. Verschiedene auf der Anlage verteilte Verbindungsschränke leiten die Signale der Sensoren an die Steuerung weiter. Der Schiffsbelader wird von 2 Bedienungskabinen aus gesteuert. Die Kommunikation erfolgt über eine durchgängige Glasfaserleitung bis ins Hafensilo. Bei der Visualisierung wurden Magelis Touchpanels von Schneider Electric eingesetzt. «Bei diesem Projekt haben wir viel Entwicklungsarbeit geleistet», sagt Bühler-Projektleiter Fritz Boss, Project Manager Fulfillment, «insbesondere die Programmierung der Automation mit einem französischen Partner war anspruchsvoll.»  Die Zusammenarbeit mit Schneider Electric im Bereich der Antriebstechnik und SPS-Steuerung verlief für ihn wie auch für Stefan Haltiner sehr erfreulich: «Bei einem Projekt dieser Grössenordnung müssen immer wieder kurzfristige Lösungen gefunden werden. Die Frage ist, wie man damit umgeht – und da hat uns das dynamische Team von Schneider Electric einmal mehr überzeugt. » Besonders geschätzt hat Fritz Boss, dass Schneider Electric Schweiz sie bei der Inbetriebnahme tatkräftig unterstützt hat. In eine neue Dimension vorgestossen ist mit diesem Projekt auch das Team von Schneider Electric, wie Senior Sales Manager Werner Bräker erklärt: «Das Zusammenspiel von Antriebtechnik, Frequenzumrichtern und Motoren in diesen Dimensionen war anspruchsvoll, jedoch eine Herausforderung, der wir uns gerne gestellt haben.» Sehr zufrieden mit dem Resultat ist auch die Silobetreiberin SICA Atlantique: Der neue Schiffsbelader hat seit seiner Inbetriebnahme im Dezember 2012 schon weit mehr als eine Million Tonnen französisches Getreide auf seine Reise ins Mittelmeer, den Nahen Osten oder übersee geschickt. Womit die Hafenverwaltung klar auf Zielkurs ist. Bremsen kann das gemeinsame Projekt von Bühler und Schneider Electric Schweiz am Atlantik damit nur noch eines: starker Regenfall. Getreide ist anfällig für Feuchtigkeitsschäden und kann deshalb nur bei guter Witterung verfrachtet werden. Aber darauf hat selbst die modernste Technologie keinen Einfluss.


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