- Havenautomatisering
- Sensortechnologie in de containerterminal van Rotterdam
Sensoren in de Rotterdamse containerterminal
Ruim 10.000 containers kunnen vervoerd worden door de moderne, tot 400m lange schepen. Dankzij geavanceerde technologie is een probleemloos laden en lossen mogelijk.
Jaarlijks worden er meer dan 430 miljoen ton aan goederen verwerkt in de grootste haven van Europa. Een geavanceerde technologie zorgt ervoor dat daarbij de logistiek soepel verloopt. Sensoren geven hiervoor de benodigde informatie.
In de haven van Rotterdam komen elk jaar meer dan 34.000 zeeschepen en 100.000 binnenvaartschepen aan. De gigantische containerterminal bevindt zich op de Maasvlakte, een deel van de haven direct aan de Noordzee. In 2010 werden er 6,7 miljoen containers verwerkt, maar van hectiek is absoluut geen sprake. Je zult hier amper mensen zien. Alsof het magie is tillen gigantische havenkranen de containers van het schip en plaatsen ze op zogenaamde AGV’s.
Elk moment van de dag worden er containers op AGV’s geplaatst, waarna ze vervoerd worden naar de opslagplaats.
Deze ‘’Automatic Guided Vehicles’’ zien eruit als een vrachtwagen zonder cabine en rijden ook daadwerkelijk zonder bestuurder. In plaats daarvan wordt het voertuig bestuurd door een PLC voor mobiele applicaties met behulp van sensoren.
De AGV’s vervoeren de containers van de havenkraan naar de opslagplaats. Daar worden ze opgestapeld door stapelkranen. Ondanks dat het voor een leek chaotisch lijkt, zit er toch een systeem achter: de logistieke computer weet precies waar elke container geplaatst moet worden. Afhankelijk van de opslagtijd – vaak slechts een paar uur – worden de containers gestapeld volgens een geoptimaliseerd patroon voor een efficiënte en probleemloze afhandeling. Dit is noodzakelijk omdat de tijdschema’s in de internationale containerverwerking erg strak zijn. Elke minuut vertraging kost geld. Daarom moet de technologie altijd werken – ook wanneer het ijskoud, bloedheet of stormachtig weer is.
Hefwerktuigen
Bij de verwerking van containers spelen zogeheten ‘’spreaders’’ een belangrijke rol. Een spreader is een hefwerktuig die de container van bovenaf optilt. Het uitschuifbare frame kan op verschillende containerlengtes afgesteld worden en wordt gebruikt in zowel haven- als stapelkranen.
De container wordt van bovenaf opgetild door een spreader. Veertig inductieve sensoren bewaken dit automatische proces.
De hoeken van de spreaders zijn voorzien van speciale kegelvormige pinnen die precies passen in de bevestigingspunten op de container. Doordat de pinnen 90 graden gedraaid worden (twistlock) is de container vergrendeld en kan hij veilig opgetild worden.
Twistlock: de spreaders beschikken in alle vier de hoeken over kegelvormige pinnen waarvan het onderste deel 90 graden gedraaid wordt om te verzekeren dat de container vergrendeld is.
Om dit proces te automatiseren en de twistlock te bewaken worden er op elke spreader veertig sensoren van ifm electronic gebruikt.
Bij het plaatsen van de spreader op de container zorgen geleidebeugels in de hoeken (zogenaamde ‘’flippers’’) voor een centrale positionering op de container. Op verschillende plekken van de spreader zijn hefbouten bevestigd die omhoogkomen wanneer het tandwiel plat op de container ligt. Een gekantelde positie van de spreader kan op deze manier betrouwbaar worden gedetecteerd. Inductieve sensoren worden gebruikt om de bouten te detecteren. Pas wanneer alle bouten omhoog gekomen zijn, wordt het vergrendelingssignaal geactiveerd.
Om het zekere voor het onzekere te nemen, worden er ook inductieve sensoren gebruikt om de rotatiepositie van de twistlock-bouten te controleren. Dit zorgt ervoor dat de container in alle vier de hoeken vergrendeld is voordat hij opgetild wordt.
In elke hoek van de spreader: de linker inductieve sensor controleert de bout die omhoogkomt wanneer de spreader plat op de container ligt. De twee sensoren aan de rechterkant controleren de 90 graden rotatie van de twistlock.
Het vergrendelen en bewegen van de flippers gebeurt hydraulisch. Zowel de druk als de temperatuur van het aggregaat wordt gecontroleerd door ifm sensoren. Alle sensoren op de spreader zijn aangesloten via het AS-Interface bussysteem. Er worden 17 slaves gebruikt als I/O-module, wat zorgt voor een eenvoudige en georganiseerde bekabeling.
Alle sensorsignalen in de schakelkast van de spreader zijn aangesloten op AS-i I/O-modules.
Goed gepositioneerd
AGV’s vervoeren de containers van de havenkraan naar de opslagplaats alsof het magie is. Een centrale computer bepaalt de laad- en lospunten en de route van de container door de haven en verstuurt deze informatie via de radio naar de AGV’s. Inductielussen in de grond en vele sensoren zorgen ervoor dat de navigatie op de centimeter nauwkeurig is.
Computer-bestuurd: dankzij de geavanceerde besturingstechnologie en sensoren vinden de AGV’s automatisch hun weg naar de stapelkranen.
Twee mobiele besturingssystemen (ecomatmobile R360 veiligheidsbesturing) van ifm vormen het hart van deze voertuigen. Ze zijn speciaal ontworpen voor zware omstandigheden. De hoge beschermingsklasse en het grote temperatuur- en spanningsbereik bieden maximale veiligheid. Ze communiceren met de robuuste, volledig metalen I/O modules waarmee de sensoren verbonden zijn via de CANbus.
Het hart van de AVG’s is het ecomatmobile R360 besturingssysteem van ifm electronic. Het PDM360 display toont duidelijke status- en diagnose-informatie.
Een PMD display is geïnstalleerd in de schakelkast aan de zijkant van het voertuig. Deze toont duidelijke status- en diagnose-informatie.
Druksensoren van ifm controleren de hydrauliek van de AGV’s. De hydrauliek en de schakelkast worden daarnaast door temperatuursensoren bewaakt. Op de bumper van de AVG zijn inductieve sensoren geplaatst die een naderende botsing herkennen en het voertuig meteen stoppen. De besturing wordt bewaakt door ifm encoders.
Aan de buitenkant van de AVG zijn meerdere sensoren voor mobiele machines gemonteerd. Hier een ifm druksensor voor het bewaken van de hydrauliek.
Betrouwbare verbinding
Complexe elektronica en vele sensoren zorgen voor een probleemloze werking van de spreaders. Voor een betrouwbare overdracht van de sensorsignalen heeft ifm electronic de M12-verbindingstechniek ontwikkeld die ook onder zware omstandigheden betrouwbaar functioneert. Het systeem wordt voortdurend blootgesteld aan temperatuurschommelingen, vocht, viezigheid, roest, schokken en trillingen. De unieke ecolink M12-connectors werken betrouwbaar in deze lastige toepassing.
Een bijzonder kenmerk is de robuuste vergrendeling van de schroefverbinding. Het asymmetrische principe ‘’eenvoudig te vergrendelen en moeilijk te openen’’ zorgt voor een langdurige afdichting. Dit is belangrijk voor de duizenden sensorsignalen per dag.
Conclusie
Binnen de containerverwerking moet alles snel, veilig en betrouwbaar georganiseerd zijn om het strakke tijdschema van de containervervoerder te kunnen hanteren. Het geeft gebruikers een goed gevoel om te weten dat zij kunnen vertrouwen op de veilige ifm sensoren, besturingssystemen en verbindingstechniek. Alleen hierdoor is het mogelijk om met volle kracht vooruit te gaan!