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Costruire una gru navale in tempi piú brevi garantendo maggiore sicurezza e efficienza

“Grazie alla nostra capacità di fornire assistenza da remoto, congiuntamente ai tempi di consegna rapidi di Eaton e alla possibilità di spedire i pezzi di ricambio praticamente in qualsiasi parte del mondo, siamo in grado di ridurre al minimo i tempi di inattività sostenute dai nostri clienti.”.

Giovanni Bertozzi, Heila


Background
Presente sul mercato da oltre 35 anni, Heila Cranes S.p.A. é un’azienda leader a livello mondiale nella costruzione di gru marine customizzate per la movimentazione di merci. Con sede a Poviglio (Reggio Emilia), Heila Cranes da più di vent’anni si dedica alla produzione di gru marine e offshore customizzate e sta per completare la realizzazione, nei pressi di Ravenna, di una delle più grandi gru offshore attualmente disponibili sul mercato europeo.

Per garantire tempi di istallazione e consegna ridotti, sicurezza, efficienza energetica e costi di manutenzioni inferiori, l’azienda si é affidata a una soluzione integrata ideata dal reparto automazione dell’Ufficio Engineering di Heila con componenti Eaton e comprendente un’innovativa architettura di controllo, UPS e illuminazioni.

Sfide
HHeila Cranes é stata incaricata dalla società Stemat, con sede a Rotterdam, Olanda, di costruire una gru per la Stemat Spirit, una nave da trasporto adibita alla movimentazione di mezzi e materiali nei campi eolici offshore del Mare del Nord. La gru, modello HR4070/30-2BJ con Active Heave Compensation, ha una capacitá di sollevamento di 4.000 tonnellate metro, braccio massimo raggiungibile di 34 metri e altezza massima di 42 metri.

Essendo quindi finalizzato a un’applicazione di tipo offshore in un’area remota e in condizioni climatiche e atmosferiche talvolta estreme, il progetto ha permesso ad Heila di attuare scelte progettuali ed ingenieristiche all’avanguardia. Tra queste vi era la necessitá di ridurre al minimo i tempi di consegna, istallazione e manutenzione, in modo da permettere al cliente di evitare gravosi fermi macchina stimabili nell’ordine di oltre 100.000 Euro al giorno.

“Trovandosi a operare in mare aperto dove ricevere assistenza e pezzi di ricambio in tempi brevi é spesso fuori discussione, la Stemat Spirit necessita di una soluzione affidabile in grado di garantire assistenza immediata in caso di necessitá,” spiega Giovanni Bertozzi, Lead Automation Engineer presso Heila. “Avendo giá collaborato con Eaton in passato, siamo perfettamente consapevoli della loro presenza globale e dell’alta qualitá e ampia gamma dei loro prodotti, che spaziano dai PLC all’illuminazione d’emergenza fino agli UPS, che ci ha quindi permesso di equipaggiare la nostra gru con una soluzione completa in grado di garantire al contempo grande affidabilitá e sicurezza.”

In particolare, Heila necessitava di fornire alla gru un’architettura di controllo che consentisse il monitoraggio da remoto e che potesse essere istallata in tempi brevi, oltre a un gruppo di continuitá in grado di garantire la funzionalità MOPS (Manual Overload Protection System) in caso di blackout. Quest’ultimo requisito é tra l’altro imposto dallo standard europeo EN 13852-1 e dal principale ente internazionale di certificazione in ambito marino DNV GL.

Sempre in ambito sicurezza, la gru offshore di Heila necessitava di un efficace sistema di illuminazione dei camminamenti che garantisse al tempo stesso elevata efficienza energetica e costi di manutenzione ridotti.

Dati gli spazi limitati a bordo, un’altra sfida affrontata da Heila é stata quella di ridurre al minimo il cablaggio e gli ingombri dei dispositivi elettronici oltre a utilizzare componenti resistenti e capaci quindi di sopportare condizioni climatiche e ambientali difficili

Soluzione
La soluzione adottata consiste in un’architettura di controllo composta da un PC industriale XP500, un PLC serie XC-CPU202 e ingressi / uscite decentralizzate XI/ON in grado di supportare sia bus CANopen sia bus basati su Ethernet a seconda delle necessità.

Il sistema di I/O remoti serie XI/ON è composto da stazioni modulari di raggruppamento dei segnali di ingresso uscita, installate su guida DIN. Il sistema consente un’istallazione semplice e veloce e un cablaggio decisamente ridotto, permettendo a Heila di mettere in collegamento unitá funzionali in tempi brevi, grazie al design compatto con moduli a innesto su base con attacco per guida DIN che consentono un cablaggio indipendente dal modulo (su base) e l’uso di morsetti a molla tipo push-in che non necessitano di cacciavite.

Grazie alla sua memoria estesa e prestazioni elevate (processore da 1,65 GHz e dual core CPU), il PC industriale XP500 é in grado di raggiungere una velocitá di esecuzione elevata con un ingrombro ridotto. Queste caratteristiche consentono una più agevole storicizzazione dei dati, che é fondamentale quando si tratta di individuare un guasto strutturale e risalire al problema oltre che in sede di inchiesta (in caso di incidenti), senza dover ricorrere a un PC secondario, evitando quindi di rallentare il sistema. Inoltre, grazie alle proprie prestazioni, il PC non necessita di una ventola di raffreddamento rendendo quindi il sistema compatto e meno esposto a blocchi non dispondendo di organi in movimento.

Il PC di Eaton é stato inoltre pensato per ambienti costantemente esposti a intemperie, come é appunto il Mare del Nord, ed é dotato di vetro del display antiriflesso, custodia in alluminio e frontale robusto antigraffio, idrorepellente e resistente alle sostanze chimiche.

Per facilitare l’utilizzo del PC e del PLC e ridurre la possibilitá di errori umani, la tecnologia PCT (Projected Capacitive Touch) unita al software Codesys rendono l’interfaccia utente estremanente intuitiva. La funzione multitouch consente di utilizzare i campi funzione sullo schermo con più dita o con tutte e due le mani, come avviene nell’utilizzo dei classici tablet o smartphone.

Per garantire continuitá in caso di blackout, Eaton ha inoltre installato a bordo della gru HR4070/30-2BJ l’UPS 9355 Marine, uno dei pochi UPS disponibili sul mercato a essere cerficato EN 13852-1 e da DNV GL per uso MOPS. Questo dispositivo consente quindi il ricovero del carico, permettendo di terminare l’operazione in corso in caso di blackout.

Inoltre, grazie al design compatto con batterie interne, l’UPS ha permesso a Heila di non dover predisporre un armadio esterno per l’alloggiamento delle batterie, consentendo quindi una riduzione dell’ingombro. Tutto ció ha reso possibile l’inserimento dell’UPS all’interno della colonna della gru, contribuendo quindi a ridurre ulteriormente il cablaggio.

Le dimensioni ridotte dell’UPS sono inoltre rese possibili dall’impianto di illuminazione Eaton CEAG, dotato di fari LED a risparmio energetico ad elevata efficienza. Riducendo il consumo energetico é possibile infatti adottare un UPS più piccolo per garantire continuitá all’illuminazione in caso di blackout, in presenza di un numero di luci superiore al normale.

Risultati
Grazie alle soluzioni adottate si stima di aver giá realizzato risparmi superiori al 10% sui tempi di cablaggio e istallazione.

“Quando ci si confronta con chi opera nel settore marino, contenere i tempi di istallazione é fondamentale e l’architettura di controllo di Eaton ci consente di disporre di un’unica unitá con ingressi e uscite permettendo quindi un’istallazione semplice e rapida senza dover ricorrere a collegamenti mutui,” commenta Bertozzi. “Grazie alla nostra possibilitá di fornire assistenza da remoto unita ai tempi di consegna decisamente rapidi di Eaton e alla sua possibilitá di fornire ricambi sostanzialmente in qualunque parte del mondo, saremo in grado di consentire al cliente di ridurre al minimo gli eventuali fermi macchina.

Bertozzi stima inoltre che l’uso di luci LED ad elevata efficienza energetica consentirá al cliente di realizzare risparmi nell’ordine del 45% rispetto a fari a incandescenza e di almeno il 50% sui costi di manutenzione, garantendo una vita media di almeno 30.000 ore, che si traducono quindi in quattro anni senza bisogno di manutenzione.

Per ulteriori informazioni sulle innovazioni tecnologiche e sui prodotti di Eaton, visitate il sito www.eaton.eu