God automation stikker dybt

Bauer Maschinen GmbH har automatiseret en unik forskningsborerig til udforskning af havbunden. Det blev gjort muligt af B&R automationskomponenter, der fungerer pålideligt, selv 2.500 meter under havets overflade.

Kort før jordkontakten glider fire understøtninger med store pladefødder ud af siden af ​​maskinrammen, tilpasser sig jordforholdene og sikrer, at den cirka ti tons tunge rekognosceringsanordning forbliver sikkert oprejst, når den endelig kommer i kontakt med overfladen. Et robotbor forlænges for at undersøge lagene af sediment og sten nedenfor.

Hvad der lyder som en sonde, der lander på et fjernt himmellegeme, er begyndelsen på en forskningsmission i næsten lige så ukendt territorium. Det er en forskningsborerig, der tager prøver fra havbunden på næsten 3.000 meters dybde.

Rekognosceringsanordningen hedder MeBo 200 og er udviklet i fællesskab af MARUM, Center for Marine Environmental Sciences ved Bremen Universitet og Bauer Maschinen GmbH MeBo 200 er i stand til at arbejde på dybder på ned til 2.500 meter, hvor den kan bore 200 meter ned i havbunden. Borekernerne indsamlet på denne måde giver værdifuld indsigt i sedimentstrukturen og havbundens geologi.

MeBo 200 er monteret i en ramme, der passer i en 20 fods container. Et forskningsskib transporterer den til det udvalgte undersøgelsesområde på havet. Når den ankommer på rette sted, sænkes rekognosceringsanordningen ned til havbunden ved hjælp af et 2.700 meter langt stålpanserkabel. Kablet er MeBo 200's livline til skibet og forsyner den med både strøm og kontrolsignaler.

De første to MeBo-generationer blev brugt med succes i forskningsprojekter i mange år. Inden salg over hele verden ønskede Bauer at foretage yderligere forbedringer og udstyre den med følgende elementer:

• State-of-the-art kontrolteknologi
• Et udvidet kommunikationsnetværk
• Interfaces til eksterne automationskomponenter
• Et opdateret diagnose- og vedligeholdelsessystem

Bauer er afhængige af og stoler på B&R som partner til opgraderingen af ​​automationsarkitekturen. "Vi har med succes arbejdet sammen med B&R i meget lang tid og har brugt B&R-teknologi i vores borerigge i årtier," siger Lothar Schirmel, Group Leader Electronics, Automation & Controls hos Bauer Maschinen GmbH.

For pålideligt at kunne indsamle data på havbunden og sende dem på den kilometerlange rejse til eskorteskibet, kræver MeBo 200 ekstrem robust teknologi. "Ekstreme forhold hersker 2.500 meter under havets overflade," siger Schirmel. ”Alle de anvendte komponenter skal være tilsvarende robuste og pålidelige. Derfor valgte vi B&R's X90 mobile kontrolsystem, som uden problemer kan modstå disse ekstreme forhold."

X90-controllerne er nemme at tilpasses til forskellige krav ved hjælp af option-moduler. Til MeBo 200 var de konfigureret som intelligente POWERLINK-buscontrollere med adskillige integrerede I/O-forbindelser. POWERLINK-protokollen transmitteres på single-mode fiberkabel via wave-division multiplexing og konverteres tilbage, når den når skibet.

"At drive et pålideligt fungerende realtidsnetværk under disse ekstreme forhold er en stor udfordring," siger Schirmel. Men sammen med B&R var det en, Bauer var i stand til at løse. "De gav ekspertvejledning i udvælgelsen af omformere, og de vidste lige, hvordan de skulle justere netværksindstillingerne for at få de indledende kommunikationsafbrydelser under kontrol. Det er præcis, hvad man ønsker af en automationspartner."

Alle data samles i B&R APROL proceskontrolsystemet, der kører på to redundante Automation PC910 enheder. Yderligere tre industrielle PC'er fra Automation PC 3100-serien bruges som eksterne HMI-servere.

"Vi har brugt APROL siden 2005 i vores olie- og gasdybe borerigge som en kraftfuld HMI-løsning såvel som til dataindsamling og -styring", forklarer Schirmel. ”Centralt for os er den højtydende datalagring og langtidsarkivering, som APROL tilbyder. Det gælder også den såkaldte Trend Viewer, hvormed vi kan visualisere de registrerede data og analysere årsagerne til fejl."

Forfatter: Franz Rossmann, teknologijournalist, München