Liebherr setzt auf VisiWin: Visualisierung, intuitive Fehleranalyse und Betriebsdatenerfassung in einem

Bild 1: Die Kranausleger der Container-Verladebrücken sind bis zu 100 m lang

Liebherr, einer der weltweit führenden Baumaschinenhersteller, verwendet für Diagnose- und Servicezwecke bei seinen Container-Verladebrücken seit kurzem das Visualisierungssystem VisiWin von INOSOFT. Die dreidimensionale Objektdarstellung der leistungsfähigen Software gestattet eine detaillierte Übersicht über die Anlage und die schnelle Eingrenzung von Störungen. Zudem ermöglicht eine analytische Auswertung der erfassten Betriebsdaten die grafische Anzeige von Trends und Statistiken. Ein weiteres Alleinstellungsmerkmal von VisiWin ist seine uneingeschränkte Offenheit für eigene Entwicklungen: Auf dieser Grundlage entwickelten die Ingenieure der Liebherr-Components Biberach GmbH mit VisiWin ein Framework, mit dem sich die Visualisierung für unterschiedliche Kranvarianten rasch anpassen lässt.
http://www.liebherr.com/de/deu/produkte/maritime-krane/maritime-krane.html

Bild 2: Grundseite der Kran-Visualisierung

Der wirtschaftliche Einsatz von Container-Verladebrücken hängt im Wesentlichen von zwei Faktoren ab: Zuerst natürlich von der Leistung – also Hubkraft und Geschwindigkeit – und von den Stillstandszeiten, die auf ein Minimum zu begrenzen sind. Letzteres gilt in besonderem Maß für Container-Verladebrücken, wie sie die Liebherr Container Cranes Ltd. in Irland fertigt: Angesichts der in Häfen üblichen Just-In-Time-Logistik müssen die riesigen Be- und Entlade-Einheiten rund um die Uhr einsatzbereit sein. Kann die Ware nicht termingerecht verladen werden, drohen den Betreibern von Umschlagplätzen hohe Konventionalstrafen. Zudem sind die Container-Verladebrücken hinsichtlich ihrer technischen Komplexität und Abmessungen – die Kranausleger sind bis zu 100 m lang – eher mit industriellen Anlagen als mit Maschinen vergleichbar. Das zeigt sich schon an den Schaltplänen für die Kranelektrik, die rund 250 Seiten umfassen. Während in Irland der Stahlbau und die Montage der Verladebrücken erfolgen, wird ihre Steuerung im deutschen Biberach an der Riss entwickelt. Bei der Liebherr-Components Biberach GmbH hat Liebherr viele Aktivitäten aus dem Bereich der Steuerungstechnik zentralisiert.

Funktionen der Visualisierung

Bild 3: Seitenfolge bei der Störungssuche

Die Visualisierung, welche die Liebherr-Components Biberach GmbH mit VisiWin entwickelt hat, ist nicht am Arbeitsplatz des Kranfahrers installiert, sondern wird beispielsweise dann genutzt, wenn eine Störung zu beheben ist. Unter optimalen Bedingungen benötigt ein Containerkran von Liebherr nur 40 Sekunden für den Transport eines Containers vom Schiff auf den LKW - das Arbeitsumfeld ist also hochdynamisch. Stillstandszeiten durch Störungen müssen unbedingt minimiert werden, zumal der Kran gegebenenfalls anderen Anlagen im Weg steht und dadurch Transporte behindert. Deshalb benötigt das Wartungspersonal schnell eindeutige und umfassende Informationen über den Ort und die Ursachen der Störung. Der PC im Schaltraum des Krans protokolliert daher alle relevanten Betriebsdaten. Er hält für jeden transportierten Container nicht nur Zeiten, Geschwindigkeiten und Gewichte fest, sondern zeichnet auch Umwelteinflüsse wie Windgeschwindigkeit und -richtungen auf.

Grafische Darstellung von Sicherheitsketten

Bild 4: Detaillierte Darstellung des Störortes

Ein weiteres sinnvolles Analysetool ist die interaktive Abbildung von Sicher-heitsketten, in denen die Schrittketten und der aktuelle Status laufender Maschinen-Prozesse grafisch dargestellt werden. Die Abläufe lassen sich analytisch bis zur Komponentenebene aufschlüsseln und zurückverfolgen. Das Personal erhält durch diese grafische Darstellung und die Erfassung der Statusmeldungen einzelner Komponenten präzise Informationen darüber, an welchem Punkt einer der vielen parallelen Abläufe unterbrochen wurde, und kann damit eingrenzen, welche Komponenten nicht ordnungsgemäß arbeiten. Als schnelle Hilfe kann eine „virtuelle Drahtbrücke“ verwendet werden: Praktisch bedeutet das, dass durch das gezielte Setzen von Ein- und Ausgängen an der SPS fehlerhafte Bereiche kurzfristig überbrückt werden und der Kran in einer Art Notbetrieb weiterfahren kann.

Statistiken und Trends

Bild 5: Gedrückter Not-Aus-Taster am Fahrwerk

Zur vorbeugenden Wartung dienen die vielfältigen Statistikfunktionen, mit denen beispielsweise Zählerstände, Last- und Antriebsdaten oder Fahrbewegungen aufgezeichnet und visualisiert werden. Die mit VisiWin über einen langen Zeitraum aufgezeichneten Betriebsdaten helfen dabei, frühzeitig Überlastung oder Verschleiß von Komponenten zu erkennen.

Wieso VisiWin?

Vor der Erstellung der neuen Applikation mit VisiWin setzte Liebherr eine selbstprogrammierte Windows-basierte Visualisierung ein, deren Pflege, beispielsweise Anpassungen an neue Microsoft-Windows-Umgebungen, einen beträchtlichen Arbeitsaufwand verursachte. Daher entschied man sich, eine Visualisierungslösung zuzukaufen und den Aufwand für die Anpassung an neue Betriebssysteme auszulagern. Bei VisiWin überzeugten vor allem die WPF-Schnittstelle und die weitreichenden grafischen Optionen zur 3D-Darstellung, mit denen ein hohes Maß an Übersichtlichkeit realisiert werden konnte. Außerdem ermöglichte VisiWin eine Baukastenlösung, mit der sich die Visualisierungen einfach und flexibel an verschiedene Krantypen anpassen lässt. INOSOFT verfügt zudem über zwanzigjährige Erfahrung in der Softwareherstellung für Windows-Betriebssysteme und garantiert die vollständige Kompatibilität seiner Produkte sowie ihre laufende Anpassung an alle neuen Windows-Versionen.

Bausatz-Lösung

Bild 6: Die riesigen Verladebrücken sind eher mit industriellen Anlagen als mit Maschinen vergleichbar

Ein weiteres Argument für VisiWin war die Offenheit der Software für Entwicklungen seitens der Nutzer. Das Entwicklungssystem von VisiWin unterstützt uneingeschränkt die Programmiersprachen Visual Basic und C#. Durch die Einbindung in professionelle Entwicklungswerkzeuge wie Microsoft Visual Studio und Blend können Anwender eigene Steuerelemente generieren und selbst geschriebene Funktionsblöcke oder hinzugekaufte Elemente von Drittanbietern problemlos integrieren. Auf dieser Grundlage hat Liebherr mit VisiWin einen Baukasten zusammengestellt, mit dem sich die Visualisierung einfach auf jeden Krantyp zuschneiden lässt. Mit den Entwicklungstools, die zum Programmumfang gehören, sowie mit eigenen Erweiterungen hat Liebherr ein Entwicklungssystem geschaffen, das alle für die Krandiagnose relevanten Funktionen zur Verfügung stellt und mit dem sich die Visualisierung für bestimmte Krantypen zusammenstellen lässt. Ein Beispiel für die Integration eigener Features ist der Editor-Modus von Liebherr, über den kurzfristige Anpassungen der Visualisierung in der installierten Applikation vorgenommen werden können. Mithilfe einer speziellen Kommentarfunktion kann das Servicepersonal auf den grafischen Oberflächen an beliebigen Stellen „elektronische Notizzettel“ im Post-It-Design anheften, um darauf Anmerkungen, Vorhaben und andere Gedankenstützen zu notieren. Zusammenfassend war es für Liebherr entscheidend, dass das Visualisierungssystem der Wahl den benötigten funktionalen Umfang für die speziellen Anforderungen der Kransteuerungen bietet, dass sich mit der Software auch eigene Ideen oder Funktionen umsetzen und integrieren lassen und dass interner Anpassungsaufwand an sich ändernde Betriebssysteme entfällt. Alle dieser Forderungen werden von VisiWin abgedeckt.

Über die Liebherr-Components Biberach GmbH

Die Liebherr-Components Biberach GmbH wurde im Jahr 2012 gegründet und gehört zur Sparte Komponenten der Firmengruppe Liebherr. Das Unternehmen ist aus der Aufteilung der Liebherr-Werk Biberach GmbH hervorgegangen, die bis Ende 2011 sowohl für die Entwicklung und Fertigung von Baukranen als auch von Großwälzlagern, Getrieben, elektrischen Maschinen und Steuerungstechnik zuständig war. Die Liebherr-Components Biberach GmbH entwickelt und fertigt hochqualitative, leistungsfähige Komponenten der Antriebstechnik wie Großwälzlager, Getriebe und Seilwinden sowie elektrische Maschinen und Schaltanlagen. Diese Komponenten und Systeme kommen nicht nur in Produk-ten der Firmengruppe Liebherr zum Einsatz, sondern werden auch für Kunden außerhalb der Firmengruppe konstruiert und gefertigt. Eingesetzt werden sie unter anderem in Erdbewegungsmaschinen, in Windkraftanlagen, in Mining-Equipment, in maritimen Anwendungen, in der Fahrzeugtechnik oder auch in Werkzeugmaschinen und in der Verkehrstechnik.