オーダーメイドのコンクリート

背景

コンクリートは、セメント、砂（または砂利）、水、および必要に応じて添加剤で構成される人工石の一種です。その組成のバリエーションは、土木工学、建設、建物の外装設計に使用されるさまざまなタイプのコンクリートおよび関連製品を製造することを可能にします。既成のコンクリートプラントで混合した後、トラックミキサーを使用して建設現場に新鮮なコンクリートが通常配送されます。Getec Servicegesellschaftは、トラックミキサーを充填できる大型コンクリート混合システムを提供しています。

しかし、マネージングディレクターのアーネ・ゲルトゲンス氏は何年も前から、建築資材小売店の敷地内に設置できるような小型のシステムを開発する、というアイデアを抱いていました。そのアイデアは、4分の1立方メートルから1立方メートルまでの少量を、コンクリートを混ぜたくないが、コンクリートプラントから供給されるものと同じ品質の材料を探している請負業者や庭／造園デザイナーのために生産することでした。 

課題

ゲルトゲンス氏は、これまでに見たことのないソリューションを開発したいと考えていました。「私が念頭に置いていたのは、ドライブインの原理です。顧客はレジでコンクリートの希望する量と種類を選択し、注文と一緒にバーコードを受け取り、コンクリート充填ステーションまで車で行き、自分の仕様に合わせて混ぜられた新鮮な製品を受け取るだけです」。これは、請負業者の時間を節約するだけでなく、建設現場で直接混合されるものよりもはるかに高い品質のコンクリートも提供します。ゲルトゲンス氏は、用途と同じくらい多くの種類のコンクリートが存在することを考えると、モジュラーシステムを構想しました。したがって、コンクリートドライブインのオペレータは、顧客にコンクリートの適切な選択を提供するために、異なる砂粒または凝集体用の貯蔵タンクを追加するオプションを持つ必要がありました。また、システムは、後日簡単に改造または拡張できるようにモジュール式である必要がありました。そのためには、システムのモジュール設計をサポートするだけでなく、顧客が操作しやすい自動化ソリューションが必要でした。

ソリューション

このアイデアを実現するために、アーネ・ゲルトゲンス氏はイートンを招き入れました。Getecはすでに大規模工場で電力管理会社の製品を使用していたからです。「イートンは、このようなプロジェクトに必要な柔軟性を提供するだけでなく、必要な自動化コンポーネントをほぼすべて供給しています」とガートゲンス氏は述べ、「イートンの製品は信頼性が高く、電気卸売業者を通じていつでも入手できます」と付け加えました。この目的のため、Getecはドイツ全土で3つの大型倉庫と小規模な地域倉庫を運営するSoneparと協力し、通常24時間以内に注文を配送できます。 GETECのアプリケーション要件を解決するために、イートンのソリューションパートナーiSATTは、仕様の最初から試運転および受入テストまで、プロジェクトのすべてのエンジニアリングサポートを実現しました。

開発されたシステムコンセプトに基づいて、イートンはいくつかの適切な製品を提案しました。XV300 HMI／PLC は、PLC機能とタッチディスプレイが統合されたオートメーションシステムの中核を成しています。パネルのマルチタッチ技術により、直感的な操作と、より効果的なヒューマン マシン インタラクションが可能になります。高レベルのシステムパフォーマンスと強力なグラフィックスプロセッサにより、スマートフォンのユーザー習慣をヒューマン マシン インターフェースに直接転送できます。これは、コンクリート充填ステーションをエンドカスタマー自身が操作する必要があるため、特に重要でした。ドライブインには、2つのマルチタッチパネルが使用されます。そのうちの1つは、建築資材小売業者のレジにあり、顧客は必要なコンクリートの混合物と数量を選択し、注文用のバーコードを受け取ります。このバーコードは、2台目のXV300が設置されているコンクリート混合システムでスキャンする必要があります。バーコードから必要な情報を抽出し、必要なコンクリートコンポーネントの流入を制御するアクチュエータとバルブを起動します。「イートンは当社と協力して制御システムを開発し、必要な詳細情報を提供しました」と、アーネ・ゲルトゲンス氏は言います。 

XV300の計画のために、イートンはガリレオのバージョン10を提供しています。ガリレオは、幅広い通信プロトコルをサポートし、市販されているほとんどのコントローラーと互換性がある直感的な視覚化ソフトウェアです。PLC（プログラマブルロジックコントローラ）のプログラミングは、CODESYSおよび国際IEC61131規格に基づいています。この目的のために、イートンはXSoft CODESYSのバージョン2または3を提供しており、顧客は既存ソフトウェア投資を保護し、最新の標準に沿った新しい設計を開発することができます。

Getecは、非常にコンパクトなスライスベースのモジュラーXN300 I／O プラットフォームを使用して、コンタクタ、バルブ、制御、シグナリングデバイスなどのさまざまなシステムコンポーネントを接続します。このプラットフォームは、特にXV300と組み合わせて使用する場合、アプリケーション固有の適応可能なシステムソリューションを容易にします。また、I／Oシステムは制御盤のスペースを節約します。XN300の設計により、フロントパネルの寸法がわずか12.5 x 102ミリメートルであるにもかかわらず、ステータス表示を含むプッシュイン技術によって最大20チャネルの正確な統合が可能です。モデルに応じて、デジタル入力はカウンター機能に使用でき、アナログモジュールは基準電圧、温度測定、冷接点補償などの追加機能を容易にします。モジュール式I／Oコンセプトにより、ユーザーは変更が必要な場合にいつでも拡張できるカスタムメイドのソリューションを作成できます。

コンクリート充填ステーションには、 PKZモーター保護回路ブレーカー、 NZMサーキットブレーカー、 EMR6測定・監視リレー 、 RMQシリーズのパイロットデバイスなど、他の多くのイートン製品が装備されています。「当社のシステムは、ほぼイートンのデバイスのみに依存しています」と、ガートゲンス氏は言います。「なぜなら、それらは互いに非常によく適合しているからです」。 

結果

「コンクリートドライブイン」のコンセプトは、Getecにとって大成功を収めました。最初のシステムは現在5か月以上も問題なく稼働しており、5番目のコンクリート充填ステーションもすでに建設中です。「建材小売業者は通常、顧客に5～10種類の選択肢しか提供しませんが、当社では制御システムに99種類の異なるコンクリート混合物を保存しています」と、アーネ・ゲルトゲンス氏は述べています。

Getecの電気技師であるドミニク・ヒューフィング氏によると、システムの概念は簡単に拡張および適応できます。「例えば、システムに別の計測ユニットを追加したい場合、自動化システムに新しいI／Oスライスをインストールし、それに応じてシステムを構成するだけです。すべてのコンポーネントが同じシステムの一部であり、相互に通信できるため、大きな変更は必要ありません。」

このシステムでは、設定値／実測値のログ記録やひずみゲージの評価など、この点で多くのオプションが用意されています。「セメントサイロのレベル測定や砂の水分含有量の測定など、アナログ値を処理することもできます」と、ヒューフィング氏は付け加えます。プログラミングもそれに応じて準備されています。つまり、プラントの最大拡張を実装するために必要なのは、それぞれのソフトウェアモジュールをアクティブ化することです。追加のプログラミングは必要ありません。

「私にとって、このプロジェクトはまだ終わっていません」と、アーネ・ゲルトゲンス氏は強調します。「システムコンセプトに実装したい機能は他にもたくさん考えています」。このアイデアは、スマートフォンアプリによる支払いから予測メンテナンスまで多岐にわたり、XV300のイーサネットインターフェースのおかげで、システムはこれらの将来のプロジェクトのために十分に装備されています。