Beton op bestelling gemaakt

Achtergrondinformatie

Beton is een soort kunststeen dat bestaat uit cement, zand (of grind), water en eventueel additieven. Door de variaties in de samenstelling is het mogelijk om een ​​breed scala aan verschillende soorten beton en aanverwante producten te maken. Deze worden gebruikt in de civiele techniek, de bouw en het exterieurontwerp van gebouwen. Nadat het beton is gemixt in betoncentrales, wordt het verse beton doorgaans met behulp van betonmixers naar de bouwplaatsen gebracht. Getec Servicegesellschaft maakt onder andere grote betonmenginstallaties waar de betonmixers mee gevuld kunnen worden.

Maar directeur Arne Gertgens liep al een aantal jaren rond met het idee om kleinere systemen te ontwikkelen die bijvoorbeeld bij winkels voor bouwmaterialen geïnstalleerd konden worden. Het idee was om kleine hoeveelheden te produceren – van een kwart kubieke meter tot een kubieke meter – voor aannemers of tuin-/landschapsontwerpers die geen eigen beton willen mengen, maar wel op zoek zijn naar materiaal van dezelfde kwaliteit als dat van een betonfabriek. 

Uitdaging

Gertgens wilde een oplossing ontwikkelen die nog nooit eerder was gezien: “Ik had het principe van een drive-in in gedachten, waarbij klanten bij de kassa de gewenste hoeveelheid en het type beton selecteren, een barcode bij hun bestelling krijgen en vervolgens eenvoudig naar het betonstation rijden om het verse product op te halen, gemengd volgens hun specificaties.” Hierdoor besparen aannemers niet alleen tijd, maar krijgen ze ook beton van veel hogere kwaliteit dan beton dat rechtstreeks op de bouwplaats wordt gemengd. Gertgens wilde een modulair systeem, aangezien er evenveel soorten beton zijn als toepassingen. De operator van de betoncentrale moest daarom de mogelijkheid hebben om opslagtanks voor verschillende zandkorrels of aggregaten toe te voegen, om zo de klant de juiste betonkeuze te kunnen bieden. Bovendien moest het systeem modulair zijn, zodat het later eenvoudig kon worden aangepast of uitgebreid. Hiervoor was een automatiseringsoplossing nodig die niet alleen het modulaire ontwerp van het systeem ondersteunde, maar ook eenvoudig te bedienen was voor klanten.

Oplossing

Om dit idee te realiseren haalde Arne Gertgens Eaton erbij, aangezien Getec al Eaton producten gebruikte in zijn grootschalige centrales: "Eaton biedt niet alleen de flexibiliteit die nodig is voor een dergelijk project, maar levert ook vrijwel alle automatiseringscomponenten die we nodig hebben", zegt Gertgens. “De producten van Eaton zijn bovendien betrouwbaar en altijd beschikbaar via elektrotechnische groothandels." Om dit doel te bereiken werkt Getec samen met Sonepar, dat drie grote magazijnen en kleinere regionale magazijnen in heel Duitsland exploiteert en doorgaans bestellingen binnen 24 uur kan leveren. Om aan de applicatievereisten van Getec te voldoen, realiseerde Eatons Solution Partner iSATT alle technische ondersteuning van het project, van de beginspecificatie tot de inbedrijfstelling en afnametests.

Op basis van het ontwikkelde systeemconcept stelde Eaton een aantal geschikte producten voor. De XV300 HMI/PLC met geïntegreerde PLC-functie en touchdisplay vormt de kern van het automatiseringssysteem. De multitouch-technologie van het paneel zorgt voor een intuïtieve bediening en een effectievere interactie tussen mens en machine. De hoge systeemprestaties en de krachtige grafische processor maken het mogelijk om de gewoonten van smartphonegebruikers direct over te brengen naar de HMI. Dit was vooral belangrijk omdat het “betontankstation” door de eindklant zelf moet worden bediend. Voor de drive-in worden twee zo’n multitouch-panelen gebruikt: Eén daarvan bevindt zich bij de kassa van de bouwmaterialenzaak. Daar selecteren klanten het gewenste betonmengsel en de gewenste hoeveelheid en krijgen ze een barcode voor hun bestelling. Deze barcode moet vervolgens worden gescand bij het betonmengsysteem, waar de tweede XV300 geïnstalleerd is: De benodigde gegevens worden via de barcode opgehaald, waardoor de actoren en kleppen geactiveerd worden die de toevoer van de benodigde betoncomponenten regelen. "Eaton werkte met ons samen aan de ontwikkeling van het besturingssysteem en leverde de benodigde details aan", zegt Arne Gertgens. 

Voor de planning van de XV300 biedt Eaton versie 10 van Galileo aan, een intuïtieve visualisatiesoftware die een breed scala aan communicatieprotocollen ondersteunt en daardoor compatibel is met de meeste commercieel verkrijgbare controllers. De programmering van de PLC is gebaseerd op CODESYS en de internationale norm IEC61131. Eaton biedt hiervoor versie 2 of 3 van XSoft CODESYS aan, waarmee klanten hun bestaande software-investeringen kunnen beschermen en nieuwe ontwerpen kunnen ontwikkelen volgens de laatste normen.

Getec maakt gebruik van het uitzonderlijk compacte, slice-gebaseerde modulaire XN300 I/O-platform om de verschillende systeemcomponenten, zoals magneetschakelaars, kleppen en besturings- en signaleringsapparatuur met elkaar te verbinden. Dit platform maakt toepassingsspecifieke, aanpasbare systeemoplossingen mogelijk, vooral in combinatie met de XV300. Bovendien bespaart het I/O-systeem ruimte in de besturingskast: het ontwerp van de XN300 maakt een nette integratie van tot wel 20 kanalen mogelijk via push-in-technologie, inclusief statusweergave - en dat terwijl het frontelement slechts 12,5 x 102 mm meet. Afhankelijk van het model kunnen de digitale ingangen worden gebruikt voor tellerfuncties, terwijl de analoge modules extra functies mogelijk maken, zoals referentiespanningen, temperatuurmeting of koudelascompensatie. Dankzij het modulaire I/O-concept kunnen gebruikers oplossingen op maat creëren die kunnen worden uitgebreid als de behoeften veranderen.

Het betontankstation is uitgerust met een groot aantal andere Eaton-producten, waaronder de PKZ motorbeveiligingsschakelaars,  de NZM-automaten, de  EMR6 meet- en bewakingsrelais en de pilotapparaten uit de RMQ-serie. "Ons systeem is vrijwel uitsluitend gebaseerd op apparaten van Eaton", aldus Gertgens. “Omdat ze gewoon goed bij elkaar passen.” 

Resultaat

Het concept van de “beton drive-in” is voor Getec een doorslaand succes: de eerste installatie is inmiddels al ruim vijf maanden operationeel – zonder problemen – en het vijfde betontankstation is reeds in aanbouw. "Wij hebben 99 verschillende betonmengsels in het besturingssysteem opgeslagen, terwijl bouwmaterialenhandelaren hun klanten doorgaans maar vijf tot tien verschillende opties bieden", aldus Arne Gertgens.

Het systeemconcept is eenvoudig uit te breiden en aan te passen, aldus Dominik Hüfing, verantwoordelijke elektricien bij Getec: "Als we bijvoorbeeld een extra meetunit aan het systeem willen toevoegen, hoeven we alleen maar een nieuwe I/O-slice in het automatiseringssysteem te installeren en het systeem opnieuw te configureren. Er zijn geen grote aanpassingen nodig, omdat alle componenten deel uitmaken van hetzelfde systeem en met elkaar kunnen communiceren.”

Het systeem biedt hiervoor vele mogelijkheden, zoals het vastleggen van setpoint-/werkelijke waarden of het evalueren van rekstrookjes. “Ook analoge waarden kunnen worden verwerkt, bijvoorbeeld voor niveaumeting in de cementsilo of voor het meten van het vochtgehalte van het zand”, voegt Hüfing toe. De programmering is hierop afgestemd. Dat wil zeggen dat voor een maximale uitbreiding van de installatie alleen de activering van de betreffende softwaremodules nodig is. Er is geen aanvullende programmering nodig.

“Voor mij is het project nog niet afgerond”, benadrukt Arne Gertgens. “We hebben nog veel andere functies in gedachten die we in het systeemconcept willen implementeren.” De ideeën variëren van betaling via een smartphone-app tot voorspellend onderhoud. Dankzij de Ethernet-interface van de XV300 is het systeem goed uitgerust voor dergelijke toekomstige projecten.