Automatisierung von Kokereikranen

Petrochemische Anlagen mit Kokereibetrieb sind besten geeignet für die Kranautomatisierung. Während die vollständige Automatisierung bei den meisten Anlagen noch aussteht, sind die von Konecranes gebauten halbautomatischen Kokereikrane standardmäßig mit einer SPS, einer modernen D2-Umrichtersteuerung sowie Signalkabeln ausgestattet – praktisch allem, was für die Automatisierung (oder Remote Operation) nötig ist.

Konecranes ist seit den späten 1990er Jahren weltweit der Anbieter erster Wahl für Kokereikrane. Eigene Laststeuerungstechnologien wie die DynAPilot-Sway-Control für die Lastpendelkontrolle, DynAGrab für die Hubwerk-/Schaufelsteuerung und das regenerative DynAReg-Bremssystem erfordern einige der für die Automatisierung erforderliche Tools.

Wenn Sie diese Smart Features erwerben, um Sicherheit, Zuverlässigkeit und Produktivität zu verbessern, erwerben Sie auch einige der grundlegenden Hardware- und Softwarefunktionen, die für die Automatisierung der meisten Kranfunktionen erforderlich sind.

Wiederkehrende Aufgaben
Kokereikrane sind bestens für die Automatisierung geeignet. Der Kran transportiert heißen, frischen Koks aus dem Bereich der Trommel und wiederholt diesen Vorgang, bis der gesamte Koksstapel umgeschlagen ist. Nach einer 24-stündigen Wartezeit transportiert der Kran den abgekühlten, entwässerten Koks zum Brechwerk, Trichter oder Förderband.

Der Kran kann diese wiederkehrende Aufgabe auf Knopfdruck ausführen, während ein Kranführer dies aus der klimatisierten Kabine überwacht. Das Verfahren der Kranschaufel in einem Muster leert den Bereich ohne überflüssige Bewegungen, auch bei schlechten Sichtverhältnissen.

Wenn die Automatisierung den Kran anweist, an einem leeren Ort zu graben, übernimmt ein vorprogrammiertes Unterprogramm. Oder der Kran gibt wahlweise einen Piepton aus und informiert den Kranführer. Der Kran kann auch so programmiert werden, dass er mit der nächsten Anweisung in der Liste fortfährt, beispielsweise Reinigung der Absetzgrube.

Diese langwierige, mühsame Aufgabe ist kein Problem für das Computersystem des Krans. Der Computer kann nicht Niesen und gegen die Grubenmauer fahren, und nicht durch die sich ständig wiederholende Aufgabe unaufmerksam werden. Der Kran macht genau, wozu er programmiert ist. Nicht mehr. Nicht weniger.

Vollständige Automatisierung oder teilweise Automatisierung?
Bei einem automatisierten System ist die Zusammenarbeit zwischen dem Automatisierungsanbieter und dem Besitzer der Anlage nötig, um all die Dinge zu kommunizieren und auszuarbeiten, die von der Automatisierung durchzuführen sind. Es werden Unterprogramme für potentielle alternative Prozessflüsse geschrieben. Aber es gibt immer Umstände, die sich niemand vorstellen konnte. In diesem Fall kann die manuelle Steuerung für unerwartete Aufgaben wiederhergestellt werden. Der Kranführer kann das Problem lösen und die Automatisierung dann wieder einschalten. Die manuelle Steuerung ist immer verfügbar, wenn sie benötigt wird.

Die manuelle Steuerung kann vom Kranführer in der Krankabine erfolgen, oder wenn vorhanden mit der Fernsteuerkonsole, die Teil der Automatisierungssteuerung in der Steuerzentrale sein kann.

Heute stehen Anlagenbetreibern mehrere Optionen, oder Automatisierungsgrade zur Verfügung. An der Spitze der Pyramide steht die vollständige Automatisierung, die routinemäßig in anderen Branchen zu finden ist, aber bei Kokereikranen noch nicht verbreitet ist. Die vollständige Automatisierung arbeitet ohne menschlichen Eingriff an der Schnittstelle und kann auch von einer Fernbedienstation gesteuert werden. Die Bedienung umfasst einen Kranführer für die Überwachung des Systems und Unterstützung bei Aufgaben, die einfacher von einem Mitarbeiter auszuführen sind, während die restlichen Aufgaben von der Automatisierung übernommen werden.

Die Halbautomatisierung, eine Stufe über der manuellen Steuerung, automatisiert ausgewählte Aufgaben, wenn der Kranführer das System aktiviert.

Modernes Design
Wenn die Automatisierung eine Aufgabe mit einer gleichmäßigen Bewegung ohne zusätzliche Befehle über den Joystick durchführen kann, verringert dies den Verschleiß der Anlage. Der verringerte Verschleiß des Krans, der Kranlaufbahn und der Grube senkt die Betriebskosten. Das moderne Krandesign bietet ebenfalls wichtige Vorteile.

Der neue D2-Umrichter von Konecranes verfügt über einen modularen Aufbau, der kleiner, leichter zu betreiben, günstiger in der Wartung und einfacher zu ersetzen ist. Ein weiterer Vorteil ist, dass die wichtige Verschleißteile wie Drahtseile bei einem teilweise automatisierten Kokereikran tendenziell länger halten.

Die Lastkontroll-Technologien verringern die Belastung von Mitarbeitern und Maschinen
Die proprietären Konecranes Lastkontrolltechnologien sind Software-Programme, die im Hintergrund unserer modernen Kokereikrane tätig sind und die Arbeit des Kranführers sicherer, einfacher und weniger ermüdend gestalten. Die Programme verringern auch die Belastung von Steuerelementen und Maschinen.

DynAGrab synchronisiert die Hebezeuge, verteilt die Last korrekt zwischen diesen, verringert Überlastungen und verlängert die Lebensdauer des Seils und der mechanischen Komponenten.
Die Gleichlaufsteuerung reduziert den Verschleiß an Rädern und Schienen sowie die Belastung von Rädern, Lagern, Schienen, Schienenbefestigungen und Stützstrukturen.
Die DynAPilot Lastpendelkontrolle reduziert das Pendeln der Last, wodurch Kollisionen mit Trichtern und Grubenwänden verringert und Schäden an Schaufeln, Trichtern und Grube minimiert werden.
Zudem bietet die Konecranes CMS Monitoring Software Informationen zum Equipmentzustand sowie Alarme und kann diese für die Planung von Wartungsarbeiten und für die Fehlersuche archivieren. Der TRUCONNECT® Remote Support bietet rund um die Uhr an sieben Tagen der Woche Zugang zu einem globalen Netz von Kranexperten, die Kunden mit Remote-Support und Fehlerbehebung zur Seite stehen.

Alle diese „Bausteine“ können auch Teil einer automatisierten Krananlage sein.

Erhöhte Sicherheit und verbesserte Wirtschaftlichkeit
Wenn Sie Mitarbeiter aus gefährlichen Bereichen der Raffinerie fernhalten können, verbessert dies die Sicherheit. Automatisierung kann die Sicherheit erheblich steigern, indem Kollisionen zwischen Greifer und Grubenwänden sowie ein Ermüden des Kranführers verhindert werden. Eine vollständige Automatisierung kann Mitarbeiter auch aus dem Bereich des Kranbetriebs fernhalten, sodass diese in einem sichereren Bereich arbeiten. Die Krane können von einem günstig gelegenen Bereich aus gesteuert werden, sodass der Kranführer seine Aufgaben unter Umständen mit anderen teilen kann, was die Wirtschaftlichkeit und die Übersicht über den Betrieb der Kokerei verbessert.                                    

Vollständige Automatisierung zeichnet sich ab
Die meisten Kokereien betreiben derzeit halbautomatische Krane, und ist es keine Frage, dass eine vollständige Automatisierung den Betrieb noch weiter verbessern könnte. Wenn eine Trommel zum Beispiel eine Ladung Koks auswirft, kann der Kran so programmiert werden, dass er den heißen, frischen Koks automatisch aus dem Bereich der Trommel entfernt, damit diese wieder auswerfen kann. Ein System mit Scannern bewegt sich entlang der Grube, scannt die Höhe aller abkühlenden Koksstapel und speichert deren Position und Verweildauer. 24 Stunden später fährt die Software den Kran zurück zu den Stapeln mit abgekühltem, entwässerten Koks, um diesen zum Brechwerk, Trichter oder Förderband zu transportieren.

Vollständige Automatisierung wird eines Tages der Standard bei Kokereikranen sein. Die guten Nachrichten?  Bei den heutigen halbautomatisierten Kokereikranen von Konecranes sind die meisten Sensoren, Geräte und Kommunikationsfunktionen für die vollständige Automatisierung bereits Teil des Krans.