Max. Effizienz ist das wichtigste Merkmal von Logistikzentren wie Verladeplätzen und Containerhäfen. Diese zeichnet sich durch hohe Einsatzbereitschaft der Anlagen und schnelles Containerhandling aus. Mit üblichen 99 % Einsatzbereitschaft ist eine Optimierung weitgehend ausgereizt. Weitere Möglichkeit bietet die Beschleunigung der Be- und Entladevorgänge. Durch den höheren Zeitdruck steigt zwangsläufig auch die Gefahr für Unfälle. Automatische Sicherheitseinrichtungen überwachen laufend die Krananlagen und schützen sie vor Kollision. Doch wie genau kann wo der Kollisionsschutz angestrebt werden?

Die Laser-Distanzsensoren optoNCDT ILR erfassen Abstände zwischen 0,1 und 3.000 m und sind auch für den Außeneinsatz sehr gut geeignet.

Die Laser-Distanzsensoren optoNCDT ILR erfassen Abstände zwischen 0,1 und 3.000...

Zum Be- und Entladen von Containerschiffen in Häfen werden Ship-to-Shore Kräne verwendet. In der Größe Super-Post Panamax erreicht der Ausleger mehr als 50 m kaiseitig. Kollisionsgefahr besteht dabei gleichzeitig an mehreren Stellen. Aufgrund der Größe ist es jedoch schwierig für den Kranfahrer, alle Gefahrenfelder ständig zu überwachen. Neue Sensortechnik reduziert viele Gefahrenherde auf ein Minimum, sodass sich der Kranfahrer auf das Wesentliche konzentrieren kann.

Der Abstand entscheidet

An großen Hafenanlagen und Verladeplätzen arbeiten oft mehrere Portalkräne auf einem Schienensystem zusammen. Die Konzentration des Kranführers gilt dabei mehr dem Container am Spreader, als einem zweiten Portalkran in der Nähe. Hohes Gefahrenpotenzial birgt die Kollision der beiden Kräne. Um dieses Gefahrenpotenzial zu beseitigen, hat sich der Logistikspezialist C. Steinweg - Handelsveem B.V. am Hafen in Rotterdam auf den Messtechnik-Spezialisten Micro-Epsilon verlassen.

Der dort verwendete Sensor optoNCDT ILR 1021 wurde dabei an den Kranstützen montiert – mit Messrichtung zum nächsten Kran bei 30 m Messbereich. Erreicht der zweite Portalkran den Messbereich des Sensors, so wird eine Warnung ausgegeben. Bei Unterschreiten der 20 m Marke wird eine Weiterfahrt verhindert. Der Sensor optoNCDT ILR 1021 funktioniert mit einer Reflektortafel, die am zweiten Kran befestigt wird. Der Vorteil liegt in der Betriebssicherheit – durchschreitet eine Person den Messstrahl oder herrscht starker Regen, nimmt der Sensor keinen Messwert wahr und

Ship-to-Shore Kran bei C. Steinweg in Rotterdam: Die Kräne wurden mit Laser-Distanzsensoren gegen Kollision ausgestattet, denn die Dimension der Kräne erfordert Sensorik, die auch über große Distanzen präzise misst.

Ship-to-Shore Kran bei C. Steinweg in Rotterdam: Die Kräne wurden mit Laser-Distanzsensoren...

gibt daher keine Störung aus. Nur wenn der zweite Portalkran sich nähert, wird die Gefahr signalisiert. Diese Sensorlösung erhöht die Sicherheit im Betrieb und reduziert das Kollisionsrisiko deutlich.

Die Sensoren optoNCDT ILR 1021 arbeiten nach dem Prinzip der Lichtlaufzeitmessung. Eine Laserdiode im Sensor erzeugt kurze Laserimpulse, die auf das Messobjekt projiziert werden. Das vom Messobjekt reflektierte Licht wird vom Sensorelement aufgenommen. Die Laufzeit der Lichtpulse zum Messobjekt und zurück bestimmt den Messabstand. Die im Sensor integrierte Elektronik leitet über die Laufzeit die Distanz ab und bereitet das Signal zur analogen und digitalen Ausgabe auf.

Höhe des Spreaders

Bei der automatischen Aufnahme eines Containers ist es essentiell, die aktuelle Höhe des Spreaders zu kennen. C. Steinweg setzt dafür zwei Laser-Distanz Sensoren optoNCDT ILR 1181 ein, die bis zu 80 m Entfernung ohne Reflektorfolie messen. Die Sensoren sind an der Laufkatze befestigt und messen auf das Hubwerk. Mit der zusätzlichen Information ist ständig die aktuelle Höhe des Spreaders oder der Schaufel bekannt. Damit kann einerseits der Spreader exakt auf die nötige Höhe positioniert werden, andererseits kann mit einer Querbewegung beim Hubvorgang möglichst bald gestartet werden.

Die Laser-Distanz Sensoren optoNCDT ILR 1181 arbeiten nach dem Phasenvergleichsverfahren. Dieses Verfahren erfasst den Abstand mit hochfrequentem, moduliertem Laserlicht

Die Sensoren optoNCDT ILR 1021 arbeiten nach dem Prinzip der Lichtlaufzeitmessung. Eine Laserdiode im Sensor erzeugt kurze Laserimpulse, die auf das Messobjekt projiziert werden.

Die Sensoren optoNCDT ILR 1021 arbeiten nach dem Prinzip der Lichtlaufzeitmessung....

der Klasse II. Signale mit geringer Amplitude und variabler Frequenz werden zum Messobjekt gesendet. Je nach Entfernung des Objekts verändert der Abstand die Phasenbeziehung zwischen gesendetem und empfangenem Signal. Ein Vergleich des ausgesandten Laserlichts mit dem empfangenen erlaubt daher eine Aussage über die exakte Entfernung zum Messobjekt. Damit können Genauigkeiten bis zu < 0,5 mm erreicht werden. Wichtig dabei ist, dass die Oberfläche des Messobjekts ausreichend reflektierend ist.

Nützlich ist die integrierte Heizung der Sensoren. Da sie im Außenbereich verwendet werden, schaltet sich automatisch bei einer Temperatur von < 5° C die Heizung zu. Ein Beschlagen der Optik wird damit zuverlässig verhindert.

Kollision mit der Brücke

Da Portalkräne in der Bauweise Ship-to-Shore, zum Be- und Entladen von Schiffen, mit einem langen Ausleger kaiseitig ausgestattet sind, besteht die Gefahr, dass der Ausleger mit der Brücke des Schiffes kollidiert. Neben den materiellen Schäden am Ausleger und der Brücke entstehen hohe Kosten durch den Ausfall des Portalkrans. Man geht daher dazu über, auch hier Messtechnik einzusetzen. Geeignet für diese Aufgabe ist der Laser-Abstandssensor optoNCDT ILR 1191, mit dem ein Sicherheitsbereich parallel zum Ausleger erzeugt wird.

In dieser Anwendung wird weniger der Abstand zu einem Messobjekt erfasst, als auf das kontinuierliche Messsignal geachtet. Der Sensor ILR 1191 hat einen Messbereich von bis zu 500 m ohne Reflektor und könnte am Ausleger entlang, ins Unendliche messen und damit keine gültigen Messwerte liefern. Würde sich die Brücke in den Sicherheitsbereich bewegen, würde eine Reflexion des Lichtpulses auftreten. Der Sensor erzeugt dann einen Messwert und die Kranbewegung wird gestoppt. Nicht unüblich ist in Häfen jedoch dichter Nebel, der ebenfalls zu einem Messwert führen könnte und damit den Kran fälschlicherweise außer Betrieb setzt. Alternativ wird ein Reflektor am Ende des Auslegers montiert, auf den der Sensor ausgerichtet wird. Im Normfall liefert der Sensor ständig einen konstanten Messwert. Ändert sich der Wert durch nahende Kollision, stoppt der Kran automatisch. Fehler durch Möwen oder Nebel werden damit umgangen. Die Integration des Sensorsystems kann dabei entweder bereits bei der Konzeption der neuen Anlage oder auch an bestehenden Anlagen erfolgen.

Abstände zwischen 0,1 m und 3.000 m messbar

Mit den Laser-Distanzsensoren von Micro-Epsilon können Abstände zwischen 0,1 m und 3.000 m gemessen werden. Mit der Ausrichthilfe ist der Sensor schnell und einfach auf das Objekt zu justieren. Bei sicherheitsrelevanten Anwendungen wie diesen, ist die hohe Betriebssicherheit der Sensoren sehr wichtig. Durch ein spezielles Schutzglas kann die Sensoroptik bei Verschmutzung oder Beschlagen einfach abgewischt werden. Für raue Umgebungen besitzen die Sensoren die Schutzklasse IP 67. Zudem hilft die neue Parametriersoftware ILR-Tool bei der schnellen Konfiguration. Weitere, mögliche Anwendungen sind die Position der Laufkatze an der Kranbrücke oder die Höhe der Container auf dem LKW bei der Anlieferung.

Die Laser-Distanzsensoren optoNCDT ILR erfassen Abstände zwischen 0,1 und 3.000 m und sind auch für den Außeneinsatz sehr gut geeignet.

Ship-to-Shore Kran bei C. Steinweg in Rotterdam: Die Kräne wurden mit Laser-Distanzsensoren gegen Kollision ausgestattet, denn die Dimension der Kräne erfordert Sensorik, die auch über große Distanzen präzise misst.

Die Sensoren optoNCDT ILR 1021 arbeiten nach dem Prinzip der Lichtlaufzeitmessung. Eine Laserdiode im Sensor erzeugt kurze Laserimpulse, die auf das Messobjekt projiziert werden.

Das 3D-Bild zeigt mögliche Anwendungen für Laser-Distanzsensoren am Portalkran.