Zorgen voor veiligheid en betrouwbaarheid: toepassing van veiligheidslichtbarrières in bagageafhandelingssystemen op luchthavens

Introductie

De efficiëntie van de exploitatie van moderne luchthavens hangt grotendeels af van de betrouwbaarheid en veiligheid van bagageafhandelingssystemen (BAG). Deze complexe geautomatiseerde complexen, bestaande uit duizenden bewegende delen, transportbanden, sorteermachines en robotapparatuur, spelen een cruciale rol in de passagierslogistiek. Elke storing of ongeplande uitval bij de SOB kan leiden tot aanzienlijke financiële verliezen, vluchtvertragingen en een afname van de passagierstevredenheid. Bovendien creëren de hoge mate van automatisering en bewegingssnelheid van systeemelementen potentiële risico's voor het bedienend personeel. Dienovereenkomstig is de implementatie van hoogwaardige componenten en strategische benaderingen van onderhoud, reparatie en exploitatie (MRO) een voorwaarde voor het handhaven van de soepele en veilige werking van SOB.

UNITEC-D GmbH, met meer dan 20 jaar ervaring in M&R en 10 jaar in technisch ontwerp, biedt oplossingen die voldoen aan de hoogste industriële normen, met name voor de Oekraïense industriële productie.

Kritieke componenten in bagageafhandelingssystemen

Bagageafhandelingssystemen vereisen het gebruik van een breed scala aan hightech componenten, die elk een specifieke functie vervullen. Het belangrijkste onderdeel waar we in deze analyse naar kijken is een veiligheidsfotocel, zoals de Telemecanique VZ3TP2540M16. Dit apparaat is een integraal onderdeel van veiligheidssystemen die de toegang tot gevaarlijke gebieden voorkomen en personeel tegen letsel beschermen.

Telemecanique VZ3TP2540M16: Veiligheidslichtsluis

• Doel: VZ3TP2540M16 is een optische fotocel type 4 bestaande uit een zender en een ontvanger. Zijn functie is het detecteren van de aanwezigheid van objecten of mensen in een bepaald gebied, wat zorgt voor een onmiddellijke stopzetting van gevaarlijke bewegingen van machines.
• Technische kenmerken:
  • Hoogte van het beveiligde veld: 540 mm.
  • Resolutie: 30 mm, waardoor u vingers of handen kunt detecteren.
  • Maximale werkafstand: tot 12 meter.
  • Reactietijd: minder dan 15 ms.
  • Beschermingsklasse: IP65, wat de weerstand tegen stof en waterstralen garandeert, wat belangrijk is in industriële omgevingen.
  • Naleving van normen: EN 61496-1 (Elektrogevoelige beschermingsapparatuur), EN ISO 13849-1 (Veiligheid van machines - Onderdelen van besturingssystemen die verband houden met veiligheid), evenals CE- en UkrSEPRO-vereisten.
• Toepassing: VZ3TP2540M16 VZ3TP2540M16 wordt geïnstalleerd op toegangspunten tot transportlijnen, in de buurt van sorteermachines, bij ingangen van servicegebieden, waar het risico bestaat dat u bekneld raakt of geraakt wordt door bewegende elementen.

Andere cruciale componenten:

1. Motorreductoren: zorgen voor beweging van transportbanden en sorteermechanismen. Bijvoorbeeld motorreductoren van de bedrijven SEW-EURODRIVE of NORD, die voldoen aan de normen EN 60034 (Roterende elektrische machines) en de energie-efficiëntieklasse IE3 hebben volgens IEC 60034-30-1. Typisch vermogen: 0,75 kW - 11 kW, rotatiesnelheid: 50-200 tpm.
2. Nabijheidssensoren en foto-elektrische sensoren: worden gebruikt om de aanwezigheid van bagage te detecteren en de positie en snelheid ervan te controleren. Bijvoorbeeld inductieve sensoren van Sick of Pepperl+Fuchs (correspondentie EN 60947-5-2), die een activeringsnauwkeurigheid tot ±0,1 mm garanderen.
3. Programmeerbare logische controllers (PLC's): Het centrale besturingselement van het hele systeem, dat signalen van sensoren verwerkt en actuatoren aanstuurt. PLC's van Siemens (bijv. SIMATIC S7-serie) of Rockwell Automation (Allen-Bradley) zijn industriestandaarden die voldoen aan EN 61131-2.
4. Frequentieomvormers (IF): Regelen de snelheid en het koppel van motorreductoren, waardoor een soepele start, stop en energie-efficiëntie worden gegarandeerd. Omvormers van Schneider Electric (Altivar-serie) of Danfoss (VLT-serie) met een vermogensbereik van 0,37 kW tot 45 kW, voldoend aan EN 61800-3 (Variable Speed ​​​​Electric Drive Systems).
5. Transportbanden: gemaakt van verschillende materialen (PVC, rubber, polyurethaan), afhankelijk van de belasting en bedrijfsomstandigheden. Naleving van ISO 21184 (textieltransportbanden) is belangrijk. Typische bewegingssnelheid: 0,5 – 3,0 m/s.

Typisch technologisch proces en locatie van componenten

Het bagageafhandelingssysteem op de luchthaven bestaat uit een reeks onderling verbonden fasen:

1. Inchecken en bagageontvangst: Passagiers leveren hun bagage in bij de incheckbalies. Bagage wordt op transportbanden geplaatst, waar deze wordt gewogen en gescand (röntgenscanners). Nabijheidssensoren controleren de bagagestroom.
2. Sorteren: bagage wordt naar het centrale sorteergebied verplaatst, waar de bestemming wordt bepaald met behulp van streepjescodescanners of RFID-tags. Sorteermechanismen (bijvoorbeeld cross-belt- of tilt-tray-sorteerders) sturen de bagage naar de juiste lijnen. Bij de ingangen van de sorteermachines en in de overbelastingszones zijn VZ3TP2540M16 veiligheidsfotocellen geïnstalleerd om het personeel te beschermen.
3. Transport: bagage wordt via een netwerk van transportbanden naar de juiste terminals of laadruimtes van vliegtuigen vervoerd. Motorreductoren en omvormers zorgen voor een gecontroleerde beweging van de banden. Nabijheidssensoren bewaken de doorgang van bagage en een PLC beheert alle bewegingslogica.
4. Laden: bagage wordt op een carrousel of rechtstreeks naar vliegtuigladers gevoerd. Veiligheidslichtschermen zijn ook vereist in deze gebieden waar personeel in aanraking komt met bewegende delen.

De VZ3TP2540M16 veiligheidsfotocellen worden in het besturingssysteem geïntegreerd door verbinding te maken met PLC-veiligheidsmodules (bijvoorbeeld Siemens F-CPU). Wanneer de lichtstraal wordt onderbroken, genereert het systeem een ​​noodstopsignaal, waardoor de stroomtoevoer naar gevaarlijke mechanismen onmiddellijk wordt afgesloten volgens veiligheidscategorie PL d of PL e volgens EN ISO 13849-1.

Storingsmodi en impact op downtime

Componentstoringen in de SOB hebben een directe impact op de operationele efficiëntie en financiële prestaties van de luchthaven. De kosten van luchthavenuitval kunnen variëren van 5.000 tot € 25.000 per uur voor kritieke delen van het systeem, afhankelijk van de grootte van de luchthaven en het aantal vertraagde vluchten.

Typische faalmodi:

• Veiligheidslichtbarrières (VZ3TP2540M16):
  • Opticavervuiling: Stof, vuil en condensatie kunnen de doorgang van lichtstralen belemmeren, wat valse starts en ongeplande uitschakelingen veroorzaakt.
  • Onjuiste uitlijning: Mechanische trillingen of schokken kunnen ertoe leiden dat de zender of ontvanger verkeerd uitgelijnd raakt, waardoor de uitlijning van de straal wordt verstoord.
  • Kabelschade: Mechanische schade aan stroomkabels of signaalkabels.
  • Interne storing: Storing van elektronische componenten als gevolg van spanningsschommelingen of natuurlijke slijtage. De gemiddelde tijd vóór storing (MTBF) voor dergelijke apparaten bedraagt ​​ongeveer 80.000 uur.
• Tandwielmotor:
  • Lagerslijtage: Leidt tot meer lawaai, trillingen en oververhitting.
  • Olielekkage: Vermindert de smeringsefficiëntie, versnelt slijtage van de tandwielen.
  • Oververhitting van de wikkelingen: Kan worden veroorzaakt door overbelasting of een storing van de omvormer.
• Transportbanden:
  • Scheuren of lekke banden: Als gevolg van mechanische schade of veroudering van het materiaal.
  • Slippen: als gevolg van onjuiste spanning of slijtage van de aandrijftrommels.
• Sensoren:
  • Vervuiling: Net als bij lichtbarrières kan vuil de nauwkeurigheid van de trigger beïnvloeden.
  • Mechanische schade: aangereden door bagage of uitrusting.

Strategieën voor preventief en voorspellend onderhoud

Om de uitvaltijd te minimaliseren en een ononderbroken werking van de SOB te garanderen, worden twee belangrijke onderhoudsstrategieën gebruikt:

Preventief onderhoud (PO)

De software is gebaseerd op geplande intervallen en wordt uitgevoerd ongeacht de werkelijke staat van de apparatuur.

• Voordelen: Eenvoudige planning, waardoor de kans op plotselinge storingen kleiner wordt.
• Nadelen: het is mogelijk om onnodig werk uit te voeren, hogere onderhoudskosten, mogelijke uitschakeling van apparatuur voor onderhoud, zelfs als deze werkt.
• Maatregelen voor VZ3TP2540M16:
  • Wekelijkse visuele inspectie op schade en vervuiling.
  • Maandelijkse reiniging van de optische oppervlakken van de zender en ontvanger met behulp van de door de fabrikant aanbevolen middelen.
  • Driemaandelijkse uitlijningscontrole en proefdraaien met behulp van kalibratiepatronen.
  • Jaarlijkse controle op integriteit van kabels en betrouwbaarheid van elektrische verbindingen.
• Maatregelen voor andere componenten: Regelmatige smering van lagers van motorreductoren (elke 2000 bedrijfsuren), controle van de spanning van transportbanden (maandelijks), kalibratie van sensoren (eens per zes maanden).

Voorspellende service (PR)

PRO maakt gebruik van gegevens over de staat van apparatuur om storingen te voorspellen en M&R alleen te plannen als dat nodig is.

• Voordelen: Optimalisatie van onderhoudsintervallen, vermindering van het aantal ongeplande stilstandtijden, vermindering van M&R-kosten, verlenging van de levensduur van apparatuur.
• Nadelen: vereist investeringen in monitoring- en gegevensanalysesystemen en gekwalificeerd personeel.
• Maatregelen voor VZ3TP2540M16:
  • Bewaking van het signaalniveau van de fotocel. Een daling van het niveau kan duiden op vervuiling of een verkeerde uitlijning voordat een volledige storing optreedt.
  • Integratie in het besturingssysteem om gegevens te verzamelen over het aantal bedieningen en de responstijd, waardoor slijtage kan worden geëvalueerd.
• Maatregelen voor andere componenten:
  • Trillingsanalyse: Voor motorreductoren om lagerslijtage of onbalans te detecteren.
  • Thermografie: Detectie van oververhitting van motorwikkelingen of problemen met elektrische verbindingen.
  • Smeermiddelanalyse: Voor versnellingsbakken om de aanwezigheid van metaaldeeltjes te detecteren, wat duidt op slijtage.
  • Motorstroombewaking: Detectie van abnormale belastingen of mechanische problemen.

De combinatie van beide strategieën (Time Based Maintenance voor basiscontroles en Condition Based Maintenance voor kritische knooppunten) zorgt voor een optimale balans tussen kosten en betrouwbaarheid.

Praktijkvoorbeeld: Falen van de veiligheidslichtbarrière

Laten we eens kijken naar het scenario op de luchthaventerminal van Boryspil, waar een Telemecanique VZ3TP2540M16 veiligheidsfotocel is geïnstalleerd op een hogesnelheidslijn voor bagagesortering die met een snelheid van 2,5 m/s beweegt. Deze barrière beschermt het gebied waar het personeel toegang heeft om vastzittende bagage te corrigeren.

Situatie:

Om 08.30 uur in de ochtend, tijdens de piekbelasting, stopt het SOB-systeem plotseling. Op het PLC-bedieningspaneel verschijnt een melding: "Noodstop: Onderbreking veiligheidsfotocel Zone C3". Hierdoor komt de hele sorteerlijn tot stilstand en worden er tot 1.500 stuks bagage per uur verwerkt. De kosten van downtime worden geschat op 12.000 euro per uur.

Analyse en probleemoplossing:

1. Eerste inspectie (08:35): M&E-ingenieur arriveert ter plaatse. Een visuele inspectie van de VZ3TP2540M16 toont een aanzienlijke ophoping van stof en fijne deeltjes op de optische lenzen van de zender en ontvanger. Dit was waarschijnlijk de oorzaak van het valse alarm.
2. Reinigingspoging (08:40): Een ingenieur reinigt de lenzen met een speciale oplossing en een microvezeldoek. Na het reinigen wordt het systeem opnieuw opgestart.
3. Opnieuw stoppen (08:50): Na 10 minuten stopt het systeem opnieuw met dezelfde fout. Dit geeft aan dat het probleem niet alleen oppervlaktevervuiling of onvoldoende reiniging is. Mogelijke verkeerde uitlijning of intern defect.
4. Diagnostiek (08:55): Met behulp van het diagnosehulpmiddel controleert de technicus het signaalniveau. Gebleken is dat zelfs na het reinigen het signaalniveau op de ontvanger lager is dan het toegestane minimum en dat de slagboom tijdens het proefdraaien niet altijd correct reageert. Dit duidt op een interne fout of een aanzienlijke verkeerde uitlijning die niet kan worden gecorrigeerd door eenvoudig schoonmaken.
5. Vervangingsbesluit (09:05): Er wordt besloten om de defecte VZ3TP2540M16 te vervangen door een nieuw, gecertificeerd onderdeel uit het magazijn met reserveonderdelen.
6. Vervanging en kalibratie (09:15 - 09:45): Het nieuwe lichtscherm is geïnstalleerd. Er wordt een nauwkeurige uitlijning van de zender en ontvanger uitgevoerd, evenals een testoperatie volgens EN 61496-1.. De integratie met de PLC en de afwezigheid van fouten worden gecontroleerd.
7. Herstel (09:50): Het SOB-systeem is opnieuw opgestart. De sorteerlijn hervat de werking.

Resultaat: Totale downtime: 1 uur en 20 minuten. Geschatte verliezen: 16.000 euro. Deze casus benadrukt het cruciale belang van het beschikbaar hebben van gecertificeerde reserveonderdelen en gekwalificeerd personeel voor snelle probleemoplossing.

Beheer van reserveonderdelen voor SOB

Effectief beheer van reserveonderdelen is een sleutelfactor bij het minimaliseren van stilstand en het optimaliseren van M&R-kosten. Het wordt aanbevolen om een ​​strategie te gebruiken die gebaseerd is op de kriticiteit van componenten voor SOB.

Categorisering van reserveonderdelen:

• Categorie A (cruciaal): Componenten met hoge kosten voor downtime, lange doorlooptijd en een grote kans op falen. Deze onderdelen moeten altijd op voorraad zijn. Voorbeeld: motorreductoren, PLC's, veiligheidsfotocellen (zoals VZ3TP2540M16). Aanbevolen voorraadniveau: 1-2 stuks.
• Categorie B (belangrijk): Componenten die een eenvoudige maar minder kritische of kortere levertijd kunnen veroorzaken. Voorbeeld: naderingssensoren, IF (reservemodules), relais, kabels. Aanbevolen voorraadniveau: 2-3 stuks.
• Categorie C (vervangbaar): Goedkope, direct verkrijgbare, eenvoudige componenten met weinig impact. Voorbeeld: Zekeringen, indicatielampjes, kleine mechanische onderdelen, schoonmaakmiddelen. Aanbevolen voorraadniveau: 5+ stuks.

Aanbevelingen:

• Gebruik van originele of gecertificeerde analogen: om compatibiliteit, betrouwbaarheid en naleving van normen (CE, UkrSEPRO) te garanderen. Dit is vooral belangrijk voor veiligheidscomponenten zoals de VZ3TP2540M16.
• Voorraadniveaus optimaliseren: historische gegevens over fouten en doorlooptijden gebruiken om optimale voorraadniveaus te bepalen en zowel overbestedingen als tekorten te voorkomen.
• Gecentraliseerd magazijn: Efficiënt opslag- en voorraadbeheer, waardoor u snel de vereiste componenten kunt vinden en uitgeven.
• Samenwerkingen aangaan met leveranciers: Betrouwbare leveranciers zoals UNITEC-D GmbH kunnen snelle levering van cruciale componenten en technische ondersteuning bieden.

Conclusie

Bagageafhandelingssystemen op luchthavens zijn complexe, sterk geautomatiseerde complexen die een feilloze werking van elk onderdeel vereisen. Het gebruik van veiligheidsfotocellen zoals de Telemecanique VZ3TP2540M16 is van cruciaal belang voor de bescherming van personeel en het garanderen van ononderbroken bedrijfsactiviteiten. Effectieve preventieve en voorspellende onderhoudsstrategieën vormen, samen met een zorgvuldig doordacht beheer van reserveonderdelen, de basis voor het minimaliseren van stilstand en het optimaliseren van de operationele kosten.

UNITEC-D GmbH is een betrouwbare partner die gecertificeerde componenten en deskundige kennis op het gebied van M&R levert en bijdraagt ​​aan het vergroten van de betrouwbaarheid en veiligheid van industriële apparatuur in Oekraïne.

Bezoek de UNITEC-D E-Catalog voor meer informatie over componenten en oplossingen voor bagageafhandelingssystemen.

Koppeling

• DSTU EN 60204-1:2018. Machineveiligheid. Elektrische uitrusting van machines. Deel 1. Algemene vereisten (EN 60204-1:2018, IDT).
• EN 61496-1:2013. Veiligheid van machines. Elektrogevoelige beschermingsmiddelen. Deel 1: Algemene eisen en tests.
• NL ISO 13849-1:2015. Veiligheid van machines. Veiligheidsgerelateerde onderdelen van besturingssystemen. Deel 1: Algemene principes voor ontwerp.
• IEC 60034-30-1:2014. Roterende elektrische machines. Deel 30-1: Efficiëntieklassen van lijnaangedreven wisselstroommotoren (IE-code).
• EN 60947-5-2:2007. Laagspanningsschakel- en besturingsapparatuur. Deel 5-2: Besturingscircuitapparaten en schakelelementen. Naderingsschakelaars.
• EN 61131-2:2017. Programmeerbare controllers. Deel 2: Apparatuurvereisten en tests.
• EN 61800-3:2018. Elektrische aandrijfsystemen met regelbare snelheid. Deel 3: EMC-productnorm inclusief specifieke testmethoden.
• ISO 21184:2015. Transportbanden met een textielkarkas. Afmetingen en kwaliteitseisen.