Pro-Kran: Intelligenter Prozessbeobachter für die Kranautomatisierung

Bei Krananlagen, die feuerflüssige Massen transportieren, bestehen besondere Gefährdungen, die es im normalen Industriebereich so nicht gibt. Zahlreiche tragische Unfälle sind dokumentiert, die belegen, dass der Zapfen der Gießpfanne nur mit der Spitze des Lamellenhakens in Kontakt stand und es unmittelbar nach dem Anheben der Last zum Absturz der gefüllten Pfanne gekommen ist.
Ausgeklügelte Assistenzsysteme auf Basis von Piezo-Sensoren oder induktiven Elementen stellen den bisherigen Stand der Technik dar. Bei diesen Systemen findet die Übertragung der Signale oftmals kabelgebunden statt, was insbesondere im Heißbetrieb und bei Einwirkung von Flammen zu Problemen führt und mit enormem Wartungsaufwand verbunden ist. Auch Kamerasysteme oder Winkelmesseinheiten stellen keine störungsfreie und vor allem sichere Lösung dar.

Ziel des FuE-Gemeinschaftsprojektes „Pro-Kran: Intelligenter Prozessbeobachter für die Kranautomatisierung“ war es daher, ein automatisiertes Analyseverfahren zu entwickeln, um den Kranarbeitsbereich mit der Last (z. B. Gießpfanne mit Zapfen) sowie den verschiedenen Komponenten der Fördergeräte (z. B. Haken, Laufkatze) mittels spezieller LiDAR- und RGB-Sensoren vollumfänglich extrinsisch zu erfassen und hinsichtlich der Bewegungsdynamik in Echtzeit zu analysieren.

Es wurden Algorithmen entwickelt, die auf Basis einer hohen Datenquantität und –qualität des 4D-Scans die effiziente Auswertung spezieller Umschlagoperationen in der Stahl- und Prozessindustrie ermöglichen. Die Ergebnisse werden in einem digitalen Modell abgebildet und die dynamischen Modelldaten werden für die Kranautomatisierung als Digitaler Zwilling aufbereitet. Entsprechend des Assistenzgrades werden Steuerungsbefehle für die automatisierte Kransteuerung abgeleitet und über eine sichere Schnittstelle an die Kransteuerung übergeben. Diese Steuerdaten dienen z. B. auch dazu, das Anschlagmittel schnell und effizient an den Anschlagpunkt zu führen.

Primärer Markt sind Betreiber und Hersteller von Krananlagen in der Gießerei- und Prozessindustrie. Damit können die Arbeitsverhältnisse für die Beschäftigten wesentlich verbessert, Gefahren minimiert sowie Umschlagsprozesse beschleunigt werden. Der Chargierprozess von Gießereianlagen steht im Vordergrund. Die Ergebnisse sind auf andere Stückgut-Krananlagen übertragbar und werden zu einem großen Entwicklungsschub in der Automatisierung dieser Krananlagen führen.