Glück auf!
Erzverladung dank Siemens-Komponenten optimal im Überblick In den Anfängen des Bergbaues wurde das Erz am steirischen Erzberg in »Sackzügen« zur Verarbeitung geschleppt. Dabei füllte man das abgebaute Erz in Säcke, deren Unterseite mit Schweinshaut verstärkt war. Diese Säcke wurden dann von den Bergleuten auf Gestellen oder Schlitten ins Tal gebracht. Im 16. Jahrhundert setzte man Transportwägen, so genannte »Hunte«, auf Rädern ein. An Stelle des Sackzuges wurde in den Jahren von 1810 bis 1870 ein Fördersystem mit Stollen und Schächten errichtet, um den Transport der gewonnenen Erze auf einem einzigen Hauptförderweg zu ermöglichen. So wurde mit Grubenhunten auf Schienen das Erz aus dem Berg heraus geschafft.
Die markante Pyramidenform des Erzberges entstand seit 1890, als der stufenförmige Tagebau eingeführt wurde. 1907 waren es 60 Etagen mit 12 Metern Höhe, 1928 halbierte man die Anzahl der Etagen: 30 Stufen – die nach Heiligen oder verdienten Bergleuten benannt sind – mit 24 Metern Höhe verleihen dem Erzberg sein heutiges Aussehen.
Täglich um 9.53 Uhr wird heute gesprengt. Der sprengbefugte Obersteiger führt die Sprengungen durch. Dabei bringt er einen Emulsionssprengstoff mittels NONEL-(Non electronic)-Zünder und Booster im »Bohrlochtiefsten« zur Explosion. Ca. 40.000–50.000 Tonnen Gestein werden so pro Sprengvorgang gewonnen.
Heute fahren Lkw mit 120 t Nutzlast das Erz zu den Verladestellen und so konnte im Jahr 2010 der Abbau der 250 millionsten Tonne Erz gefeiert werden.
Erzverladung
Nach der Sprengung wird das Erz aufbereitet und im Erzlager vergleichmäßigt. Von dort gelangt es mittels Radlader und Förderanlagen in einen Vorbunker. Aus dem Vorbunker wird das Erz dann in zwei Wiegebunker geleitet, die die richtige Erzmenge für die jeweiligen Wagontypen bereitstellen und befüllen.
Um nun die Erzverladung in die Wagons zu optimieren, entschloss sich die VA Erzberg GmbH für den Einsatz von Siemens-Komponenten im Verladegebäude. Eine Kombination aus »Sirius«-Schalttechnikgeräten inkl. Funktionsmodulen sorgen nun für einen reibungslosen Ablauf der Erzverladung in die Wagons.
Da die Funktionsmodule, die direkt auf die Sirius-Geräte aufgeschaltet werden mit Schnittstellen für IO-Link ausgestattet sind, kann zusätzlich zu der Verdrahtungseinsparung innerhalb der Abzweige auch die Anbindung an die überlagerten Steuerungen wesentlich vereinfacht werden. Die aufwendige Steuerstromkreisverdrahtung zur Steuerung hin entfällt nahezu vollständig und an der Steuerung selbst profitiert man von geringerem Platzbedarf für Ein- und Ausgangsbaugruppen.
„Darüber hinaus hat VA Erzberg GmbH mit IO-Link auch noch eine äußerst schnelle Diagnosemöglichkeit. Das ist besonders am Erzberg von großer Bedeutung, da das Betriebsgelände sehr weitläufig ist. Sollte ein Schütz verschweißt sein, bekommt man sofort Rückmeldung“, führt Robert Schrotter, Promotor bei Siemens an.
„Dank der IO-Link-Technologie hat sich auch der Verdrahtungsaufwand auf ein Minimum reduziert. Ob Wendeschütz oder Stern-Dreieck – diese Kombinationen können alle mit einem einfachen Aufsatz realisiert werden“, ergänzt Ing. Jürgen Stockbauer, Elektrotechnik/Automatisierung bei VA Erzberg. „Neben dem geringeren Verdrahtungsaufwand reduziert sich aber auch der Engineering-Aufwand. Bei der Darstellung in der Enegineering-Software (Eplan) muss man sich nicht lange mit Wendeschützkombinationen herumschlagen. Es stehen frei verfügbare Funktionsbausteine für Simatic zur komfortablen Parametrierung und Diagnose sowie zum Auslesen von Messwerten bereit.“
Dank IO-Link ergeben sich niedrige Fehlerraten beim CAE-Schaltplandesign durch Reduzierung der Steuerstromverdrahtung wodurch sich wiederum weniger Platzbedarf im Schaltschrank ergibt.
„Die Schütze haben alle die gleiche Baugröße, egal ob S0 oder S00 – dadurch haben wir ein einheitliches System. Wir verwenden überall die gleiche Schützgröße – von 0 bis 7,5 kW wird immer ein 7,5 kW-Schütz der Baugrösse S0 eingebaut. Es variieren lediglich die Motorschutzschalter. Über diese Eigenschaft, dass immer die gleiche Baugröße installiert werden kann, sind wir letztendlich zum IO-Link gekommen, der zusätzlich eine optimale Überwachungs- und Diagnosemöglichkeit bietet. Von 15 mA bis 40 A können immer die gleichen Baugrößen verbaut werden. Das bedeutet, wir müssen nur eine einzige Baugröße auf Lager legen“, fasst Stockbauer die entscheidenden Kriterien zusammen.
Übersicht
Drei CPUs, die über Profinet verbunden sind steuern die Sirius-Schaltgeräte und werden auf einem zentralen Visualisierungssystem, das mit WinCC umgesetzt wurde, zusammengefasst. Darüber hinaus wird die Anlage auch noch auf einem Zenon System und einem Notsystem mit WinCC flexible abgebildet.
„Damit sind alle Komponenten in das IT-Netzwerk eingebunden und über Fernwartung bedienbar. Mit den Diagnosemodulen und IO-Link ist eine permanente Überwachung der kompletten Anlage rund um die Uhr möglich“, erklärt Schrotter.
„Jetzt ist die komplette Verladung visualisiert – angefangen beim Schütz bis hin zur Steuerung“, so Stockbauer abschließend.
Das System der Siemens-Komponenten sorgt nun für ein abgestimmtes Zufördersystem, die optimale Positionierung der Wagons, die korrekte Befüllung jedes Wagontypen und die Probenverarbeitung. Denn jede Zugladung muss beprobt werden und auf ihre chemische Zusammensetzung analysiert werden.
Hält der Zugführer die korrekte Geschwindigkeit konstant, ist eine vollautomatische Beladung möglich. Das System erkennt den Wagontypen und gibt über die Steuerung den Wiegebunkern die erforderliche Füllmenge bekannt.
Weitere Projekte die mit IO-Link realisiert werden sollen stehen bei VA Erzberg GmbH bereits an. So werden künftig auch die Brechanlagen (für die Zerkleinerung des Erzes) mit IO-Link ausgestattet. Damit wird das weitläufige Betriebsgelände der VA Erzberg GmbH weiter visualisiert, überwach- und diagnostizierbar.
IO-Link
IO-Link ist ein intelligentes, herstellerunabhängiges System zur einheitlichen Anbindung von Sensoren, Schaltgeräten und anderen Aktuatoren an die Steuerungsebene – mittels einer Punkt-zu-Punkt-Verbindung unterhalb der Feldbusebene.
Sirius Schaltgeräte
Die Siemens-Division Industry Automation hat ihren »Sirius«-Systembaukasten bis 40 A im Haupt- und Steuerstromkreis erneuert. Die Geräte für die Industrielle Schalttechnik sparen durch höhere Leistung bei gleicher Bauform Platz. Mehr Funktionen in den Grundgeräten und einfache Stecktechnik erleichtern den Schaltschrankbau und verringern den Verdrahtungsaufwand. Über AS-Interface und IO-Link werden die Komponenten einfach in die Automatisierungsebene eingebunden. Mit den neuen Schaltgeräten überwacht der Anwender nicht nur den Motor, sondern die gesamte Applikation und kann so die Anlagenverfügbarkeit erhöhen.
Ihr Ansprechpartner für mehr Informationen:
Robert Schrotter
Promotor für Niederspannungsschalttechnik
Siemens AG Österreich
Tel.: 051707/63286 robert.schrotter@siemens.com www.schalttechnik.at