Der Bremer Automationsspezialist Wilhelm Sander Fertigung nutzt Steuerungen des österreichischen Systemanbieters Bachmann electronic für ein redundantes integriertes Ventilsteuerungs- und Tankmanagementsystem auf Schiffen
Die schwierigen Marktbedingungen in der Schifffahrt zwingen Reeder und Schiffseigner zu mehr Effizienz bei reduzierter Mannschaft an Bord. Eine sichere[ds_preview] und zuverlässige Steuerung sowie ein Monitoringsystem sind daher unverzichtbar. Die Wilhelm Sander Fertigung (WSF) hat mit »Sansys« und der dazugehörigen Bedienschnittstelle »Sanvisu« ein integriertes Ventilsteuerungs- und Tankmanagementsystem für Schiffe entwickelt, das vom Germanischen Lloyd baumustergeprüft und zertifiziert wurde. Im Falle einer Abschaltung oder des Versagens von Hauptkomponenten stellt Sansys eine universelle und eine Netzwerk-Redundanz bereit. Basis des Systems bilden Lösungen aus dem Portfolio von Bachmann electronic.
Die WSF selbst nennt das System ihren »Task Carrier«: Es bringt dem Anwender die volle Kontrolle über das gesamte Tankmanagement des Schiffs oder der Anlage. Sansys liefert dem Hersteller zufolge zuverlässig Angaben über Tanks (ob sie gefüllt oder entleert sind) sowie über Ventile und Pumpen (ob sie exakt arbeiten). Zudem versorgt es die Mannschaft oder den Eigner mit Informationen über Tankinhalte, Temperaturen und Drucke.
Einfacher oder redundanter Steuerungsaufbau
Für die Umsetzung verwendet das Unternehmen mit Sitz in Bremen die leistungsfähige Steuerung MPC 240 bzw. MC 200 von Bachmann, mit der das System einfach, aber auch redundant aufgebaut werden kann. Die Ausführung einer redundanten Steuerung der WSF-Anwendung kann dabei sowohl netzwerkredundant als auch CPU-redundant (Hot-Standby) erfolgen. Da die Hardwarekomponenten sowie die Applikationssoftware bei einem einfachen und einem redundanten System identisch sind, ist auch die Aufrüstung ohne Probleme möglich.
Bei der CPU-Redundanz laufen die beiden Master synchron. Die Umschaltung erfolgt stoßfrei und Updates können bei laufendem System vorgenommen werden. Die Software-Redundanz umfasst einen automatischen Systemabgleich sowie eine zeitliche Synchronisation und eine automatische Ausfallsicherung.
Die Netzwerkredundanz schützt vor Ausfällen in der Kommunikationsstruktur bei einer geringeren Umschaltzeit als ein PLC-Zyklus. Sie besitzt eine integrierte Diagnosefunktion zu Status und Qualität der Netzwerkverbindung und ist sowohl bei zyklischer als auch bei azyklischer Kommunikation einsetzbar.
Höchste Sicherheit durch Ausfall- und Überspannungsschutz
Ergänzt wird die Steuerung durch das robuste In- und Output-System (IO-System) mit einer hohen Packungsdichte an IO-Modulen, die auch rauesten Umgebungsbedingungen im Offshore-Bereich gewachsen sind. »Bachmann liefert ein redundantes System mit Standardkomponenten, welches unseren Kunden höchste Sicherheit bietet«, sagt Klaus Milde, Technischer Leiter bei Wilhelm Sander Fertigung.
Auch die Stromversorgung an Bord selbst ist redundant aufgebaut und auf manuell oder automatisch umschaltbar, um einen Ausfall zu verhindern. Zudem sind alle Geräte gegen Überspannung abgesichert.
Weitere Möglichkeiten für mehr Funktionalität
Mit den vorhandenen und im Schiffbau etablierten Schnittstellen kann Sansys mit anderen Gewerken wie einem Loading-PC oder einem Alarm- und Monitoring-System (AMS) kommunizieren. Die Fernwartung erfolgt mittels sicherer Internetverbindung oder bei einem lokalen Update der Applikation über eine Speicherkarte (PC, CF) bzw. einen Standard-USB-Stick.
Auf der Bachmann-Steuerung können mehrere Applikationen parallel und autark betrieben werden. Standardanwendungen wie Ventilsteuerung, Antiheeling, Tankinhaltsmessung, Pumpensteuerung, Simulation, Decksbeleuchtung und Lüfterkühlung können optional um Water Ingress Detection und/oder Condition Monitoring erweitert werden. Durch Letzteres wird beispielsweise der Verschleiß von Stellgliedern wie Ventilen (Klappen) und Pumpen frühzeitig gemeldet. »Mit den möglichen Erweiterungen sind wir für die Zukunft gerüstet und können unser Portfolio erweitern, ohne die vorhandene Applikation zu verändern«, sagt Klaus Milde.
Leichtes Handling dank Projektmanager
Die erforderlichen PLC-Programme erstellen die Projekteure und Servicetechniker mit dem Projektmanager der Maritime & Offshore Essentials (MOE) von Bachmann electronic. »Mit dem Projektmanager können wir in sehr kurzer Zeit unsere PLC-Software fehlerlos automatisch generieren«, hebt der Technische Leiter von WSF hervor und ergänzt: »Objekte wie Ventile, Pumpen und Tanks können so in einer Bibliothek angelegt und automatisch mit den PLC-Variablen verknüpft werden.«
Ferner können häufig genutzte Ventilwege mit Einschaltreihenfolgen, Verzögerungszeiten und dem Zuschalten der erforderlichen Pumpen festgelegt werden, sodass die Schiffsbesatzung diese aufrufen und starten kann. Diese Anwendung bietet Komfort und Sicherheit. »Kundenwünsche erfüllen wir dank dem Ventilwege-Editor bis kurz vor der Auslieferung unbesorgt«, sagt Klaus Milde. Demnach gilt: »Alle projektbezogenen Daten sind parametrierbar. Für individuelles Feintuning ist keine Neuprogrammierung erforderlich.«
Zur Bedienung vor Ort befindet sich in der Schaltschranktür im Maschinenraum ein Operator Terminal OT 200. Alle eingesetzten Bachmann-Produkte verfügen über die notwendigen Schiffbauzulassungen wie Germanischer Lloyd (GL), Lloyd’s Register of Shipping (LR), Det Norske Veritas (DNV), American Bureau of Shipping (ABS) und Bureau Veritas (BV).
Visualisierung – standortunabhängig und skalierbar
Das dazugehörige Visualisierungssystem Sanvisu bildet die Bedienoberfläche, mit der sämtliche Sansys-Funktionen gesteuert und verwaltet werden. Auch hier setzen die Bremer auf ein Produkt aus dem Hause Bachmann electronic und verwenden das SCADA-System (Supervisory Control and Data Acquisition) atvise. »Mit dem innovativen, skalierbaren Visualisierungssystem und einem Browser oder nach Bedarf Apps für Apple und Android habe ich meine Alarme, Tankinhalte und mehr sofort im Blick«, sagt WSF-Manager Klaus Milde.
Von der Brücke oder dem Schiffsbüro aus kann mit einem Standardbrowser auf die Webapplikation standort- und geräteunabhängig zugegriffen werden. Die Installation einer zusätzlichen Software ist nicht erforderlich.
Dank der verwendeten Vektorgrafiken (SVG) ist die Applikation verlustfrei skalierbar und an jede Bildschirmgröße anpassbar, ganz gleich ob Laptop, Tablet oder Smartphone. Auch das Zoomen von Details aller Schiffsbereiche ist demnach problemlos möglich.
Einen besonderen, mehrsprachigen Komfort bietet Sansys mit seinen Dialogfenstern. Über das System-Dialog-Manual wird die Bedienoberfläche erklärt. Eine neue Crew findet sich schnell zurecht. Das System-Dialog-Manual-Valve zeigt die Betriebsanleitung des angewählten Ventils, wenn auf das Werkzeugsymbol geklickt wird. Hier wird dem Maintenance-Personal gezeigt, wie die Baugruppen ausgewechselt werden. Nach dem Klick auf das Infosymbol erscheinen die Zeichnung des gewählten Gerätes und die Ersatzteilliste (System-Dialog-Partlist). Die Crew kann gezielt und schnell das benötigte Ersatzteil bestellen. Die Dokumentation befindet sich immer an der richtigen Stelle. Das vermeidet im Fehlerfall Hektik und Missverständnisse an Bord.
Komfortable Tankinhaltsmessung
Eine Tankinhaltsmessung mittels Sansys läuft wie folgt ab: Geometrische Eckpunkte der Tanks sowie weitere schiffsabhängige Parameter aus der Tankliste der Werft, der sogenannten Soundinglist, werden als CSV-Datei von der Bachmann-Steuerung eingelesen. Die Autokonfiguration der einzelnen Tanks durch das Einlesen trägt wesentlich zur Standardisierung des Applikationsprogramms bei. Änderungen im Quellcode der Steuerung werden somit überflüssig, weil jede Anpassung über Eingaben auf der Bedienoberfläche der Visualisierung vorgenommen wird. Das Einlesen einer Datei mit den Tankdaten erspart bei der Inbetriebnahme auf der Werft ein aufwendiges und fehlerbehaftetes Editieren der Tanklisten. Daten des Kraftstoffsystems können beispielsweise auf das Mobiltelefon des Schiffseigners übermittelt werden.
Die Systeme von Wilhelm Sander Fertigung verfügen ebenfalls über ein Type Approval der bekannten Schiffbauklassifikationsgesellschaften wie etwa dem Germanischen Lloyd. WSF bietet seinen Kunden als Dienstleistung die Fernüberwachung von Anlagen durch sein qualifiziertes Personal an, um bei Veränderungen zielgerichtete Maßnahmen vorzuschlagen. Dafür wird der Anlagenstatus zur Analyse an die Bremer übermittelt.
Weitere Informationen: www.bachmann.info bzw. www.sander-fertigung.com
