Drahtlos vernetzt in unübersichtlichen Anlagen: Mobil bedienen und beobachten im Steinbruch

An der Mosel befindet sich einer der modernsten Steinbrüche in Deutschland. Gebrochen wird Mosel-Grauwacke, die von Steinhauern bearbeitet oder im Straßenbau als Schüttgut unterschiedlicher Körnung gebraucht wird. Das Besondere der Schüttgutgewinnung ist eine Automatisierung, die den Bedienern eine ungewöhnlich hohe Produktivität ermöglicht. Der Schlüssel dazu ist ein über Industrial WLAN betriebenes mobiles Bedien-Panel.

Der Steinbruch in Treis-Karden an der Mosel wurde bereits im 19. Jahrhundert angelegt, lag dann jahrzehntelang brach, bis er nach dem Krieg von Heinz Schnorpfeil wieder erschlossen wurde. Das Familienunternehmen Schnorpfeil betreibt heute eine Reihe von Steinbrüchen in Rheinland-Pfalz und ist der größte Arbeitgeber in der Region.

Automatisierung in rauer Umgebung

Die Anlage zur Gewinnung von Schüttgut im Betrieb an der Mosel  wurde immer ausgebaut und modernisiert. Neu ist die Möglichkeit, Edelsplit für Beton und Asphalt zu erzeugen. Dafür gibt es drei Brecherstufen mit zwischengeschalteten Rüttelsieben. Für die Körnungen stehen sechs Silos zur Verfügung. Von dort wird das Material verladen und kontinuierlich gewogen.

Den Materialfluss steuert eine speicherprogrammierbare Steuerung Simatic S7-300 (Siemens). Den einzelnen Aggregaten sind dezentrale Peripheriesysteme Simatic ET200S – zum Teil mit intelligenten Interface Modulen IM151 –  zugeordnet. Visualisiert wird der Anlagenbetrieb über zwei Simatic Multi Panels MP377 mit großem Touchscreen und intuitiver Bedienerführung. Eines davon sitzt in der Waage, wo die Kundenaufträge eingegeben werden und die Entnahme aus den Silos gesteuert wird, das andere im zentralen Steuercontainer. Dort mussten bisher die Bediener der Anlage die Füllstände überwachen, um gegebenenfalls Material aus den Silos zu entnehmen und auf Halde zwischen zu lagern. Gleichzeitig wurden die zentralen Visualisierungssysteme zur Anzeige von Diagnosemeldungen genutzt – vor Ort ergänzt um ein kleines Operator Panel.

Instandhaltung ist bei Maschinen im Steinbruch wichtig, denn die Bedingungen sind rau und der Verschleiß hoch. Bisher wurden dabei immer zwei Mitarbeiter benötigt. Einer allein konnte im Störfall meist nicht gleichzeitig Panel und Fehler im Auge haben. Zur Behebung und um einen sicheren Wiederanlauf zu gewährleisten, war es unumgänglich, dass dem Instandhalter des stationären Panels ein Kollege zuarbeitete, der die Störstelle im Blick hatte. Zurufe waren in der lauten Umgebung allerdings anstrengend und oft nicht eindeutig.

Produktiv dank Industrial WLAN

Weitläufige, unübersichtliche und schwer zugängliche Anlagen mit hohem Wartungsbedarf sind das typische Einsatzgebiet von drahtlos betriebenen Simatic Mobile Panels. In Steinbrüchen wurde drahtlose Kommunikation bisher nicht eingesetzt, weil befürchtet wurde, dass die Funkwellen durch die vielen Stütz- und Trägerkonstruktionen und Silos aus Stahl gestört werden könnten. Andererseits ist das Verlegen von Leitungen in Steinbrüchen nicht unproblematisch und unflexibel.

Die Firma Elektro Grohsmann aus Niederstadtfeld in der Eifel, erfahren in der Automatisierung von Steinbrüchen und Industrieanlagen, hat die Herausforderung angenommen. Mit Unterstützung von Siemens in Trier hat Inhaber Mario Grohsmann drahtlose Kommunikation für ein Simatic Mobile Panel 277 über Simatic Net realisiert. Die Vernetzung aller Anlagenteile mittels Profibus beziehungsweise ProfiNet trägt zu einer lückenlosen Visualisierung und Bedienbarkeit des Betriebes bei. Diese Vorteile überzeugten die Firma Schnorpfeil. Der gesamte Umbau der Elektrotechnik ist aus einer Hand, von der Planung über die Erstellung der SPS-Programme, den Bau der Schaltanlagen bis zur Inbetriebnahme.

Mehr Übersicht, mehr Sicherheit

Zwei Scalance Access Points (ebenfalls vom Automatisierer Siemens) – einer am Vorbrecher, einer nahe der Silos – geben die Wirkbereiche vor und reichen für den Betrieb des Mobile Panel 277 an allen relevanten Punkten der Anlage derzeit vollkommen aus. Ein dritter Access Point ist bei Erweiterung vorgesehen.

Simatic WinCC flexible zur übersichtlichen Visualisierung läuft sowohl auf den Simatic Multi Panels als auch auf dem Mobile Panel, sodass Anzeige und Bedienung des Mobile Panels identisch mit den beiden stationären Panels sind. Der Nutzer hat das robuste Mobile Panel im Lkw dabei. Er empfängt darüber Diagnosemeldungen aus der Anlage, kann sofort reagieren und dadurch Stillstandszeiten vermeiden oder deutlich reduzieren. Hier liegt der eigentliche Nutzen, denn die rauen Bedingungen in einem Steinbruch erfordern immer kleinere Anpassungen, um die Anlage am Laufen zu halten.

Gleichzeitig kann der Bediener über das Mobile Panel die Silos zur Materialentnahme öffnen. Er bekommt dazu die Füllmenge angezeigt, ohne in den Steuercontainer oder die Waage gehen zu müssen, wo die Anlage über Multi Panels visualisiert wird. Die Arbeit, die bisher zwei Instandhalter ausgelastet hat, kann nun einer alleine erledigen, der Kollege andere wichtige Tätigkeiten übernehmen. Das erhöht nicht nur die Produktivität, sondern auch die Bediensicherheit. „Es ist sicherer, wenn der Instandhalter beim An- oder Abschalten von Funktionen den Anlagenteil einsehen und schnell reagieren kann – ohne sich auf den Zuruf eines Kollegen verlassen zu müssen“, bestätigt der Betriebsleiter.

www.siemens.de/simatic-hmi

Das robuste Mobile Panel bewährt sich im Schwerkraftwagen ebenso wie auf der staubigen Anlage
Das robuste Mobile Panel bewährt sich im Schwerkraftwagen ebenso wie auf der staubigen Anlage
Steinbruch der Firma Schnorpfeil in Treis-Karden an der Mosel
Steinbruch der Firma Schnorpfeil in Treis-Karden an der Mosel