Egemin Automation uit Zwijdrecht (B) was als onderaannemer verantwoordelijk voor het ontwerp, de installatie en het testen van de elektrotechnische, hydraulische en delen van de mechanische installaties van de nieuwe keersluis bij Heumen. De redactie van Aandrijftechniek heeft tijdens het maandelijks onderhoud het complex nader bekeken.
In opdracht van Rijkswaterstaat (RWS) heeft aannemingsbedrijf Besix naast de bestaande keer-/schutsluis in Heumen bij Nijmegen een nieuwe keersluis gebouwd. Het sluizencomplex verbindt de Maas met het Maas-Waalkanaal dat ten westen van Nijmegen ligt. Besix Nederland koos voor de technische installaties voor Egemin omdat dat bedrijf voldeed aan de hoge eisen die gesteld werden voor het project. Zo moet er een beschikbaarheid gegarandeerd worden van de keersluis van bijna 99 procent en moet de faalkans beperkt blijven tot minder dan 0,01 procent.
Energieneutrale installatie
“De sluis voor tweerichtingsverkeer moest onderhoudsvriendelijk en energieneutraal zijn”, vertelt Egemin projectmanager Tom Haesebrouck. “Om het energieverbruik onder controle te houden, hebben we lage-energie installaties geplaatst. Deze zijn duurder bij aankoop maar verdienen zichzelf terug. De energie die nodig is voor het openen en sluiten van de sluisdeuren, de controleverlichting en andere systemen wordt opgewekt door zonnepanelen.”
Op het tusseneiland en op het bedieningsgebouw van de sluis staan deze zonnepanelen. Het gehele jaar leveren deze panelen bij daglicht energie aan het lichtnet. Deze hoeveelheid energie is gelijk aan de hoeveelheid die nodig is om het systeem gedurende een heel jaar te voeden, een maandelijkse testbeweging te doen van ongeveer 10 cm (ter controle van niet-merkbaar-falende componenten) en één volledige sluit- en openbeweging van de sluis per jaar. Er is dus geen energie-opslag, er wordt zo nodig energie uit het lichtnet gebruikt.
Het systeem in rust gebruikt enkel energie voor de bewaking en de signalisatie naar de scheepvaart. Hiervoor zijn energiezuinige systemen gebruikt zoals solid-state, fanless industriële servers en DOME-camera’s in plaats van klassieke PTZ-camera’s. Ook zijn er contactschakelaars toegepast in plaats van positiesensoren om energie te besparen. Alle verlichting van de installatie is LED-verlichting. De signaleringsborden zijn zo geconstrueerd dat alleen bij het aanzetten of veranderen van de status kort stroom verbruikt wordt.
Egemin heeft de complete besturing van de sluis inclusief buitenverlichting, op afstand bestuurbare camera’s en geluidsinstallatie (langs het water staan meerdere luidsprekers) gerealiseerd. De besturings PLC’s zijn redundante Siemens S7-400 H PLC’s met ET200 remote I/0 eilanden. De Redundante Vijeo Citect Scada Servers en Clients draaien op Solid State servers van Beckhoff. Voor de besturing is een UPS-systeem geïnstalleerd om de energievoorziening tijdelijk op te vangen.
In aanschaf zijn deze componenten aanzienlijk duurder maar de energiebesparing op lange termijn maakt dit rendabel. Voor een daalbeweging is enkel energie nodig om de 24 V DC kleppen te sturen voor de hefcilinder. Door de zwaartekracht zakt de sluisdeur in positie. Enkel voor het heffen moet er een hydrauliekaggregaat aangezet worden.
De constructie
Wat meteen opvalt bij de keersluis in Heumen is dat de sluisdeur (met een massa van 180 ton) als een zwaard van Damocles boven het water tussen de twee 25 m hoge torens hangt. De deur hangt aan een dubbel uitgevoerd (redundant) kabelsysteem via katrollen aan de hydraulische cilinder die zich in de toren aan de oostkant bevindt (op de grote openingsfoto links). De cilinderstang zit vast aan een frame met twee katrollen. Over beide katrollen lopen voor beide deurkanten kabels. De kabels van de toren op het eiland lopen door de traverse boven de sluisdeur naar de toren aan de oostkant. De kabellengtes van alle kabels zijn gelijk.
Bovenkant van de cilinder. Achterin staat de reservecilinder
Omwille van de faalkans is er geen mechanische vergrendeling op de sluisdeur aangebracht. De opgesloten olie in de cilinder (aan stangzijde) houdt de deur op zijn plaats. Indien nodig zal er bijgepompt worden. Er zit evenwel een bewaking op de positie van de deur. Wanneer de deur toch in het profiel van de vrije ruimte zou komen, gaan de scheepvaartseinen automatisch op rood. Ook de hydraulische installatie is redundant uitgevoerd, op de cilinder na.
Aan beide zijden van de 10 m lange hydraulische cilinder bevinden zich in aparte afgesloten ruimtes een besturingssysteem en een hydrauliekaggregaat. Ieder hydrauliekaggregaat heeft twee aparte elektromotoren van 3 kW voor de pompen. Als vanuit de bedieningsruimte geen signalen ontvangen worden, kan bij een van deze installaties een afstandbediening aangesloten worden en kan een operator buiten gaan staan en de sluisdeur toch laten zakken. Bij totale stroomuitval kunnen de kleppen van de cilinder desnoods ook handmatig bediend worden.
Gelijkloop
Er is/mag geen verschil in kabelspanning zijn. Daarom zijn de kabels allemaal even lang zodat krimp en rek door temperatuurverschillen gelijk zijn. Dit is de reden dat er in de toren met de cilinder (oosttoren), 2 kabels extra ingeschoren zijn over de 2 halve manen die tegen de onderkant hangen van de bovenste verdieping. Dit is ter compensatie van de kabellengte die door de traverse gaat. De draadencoders bewaken of de deur niet scheef komt te staan.
Inl.: Egemin Automation, tel.: (0183) 626 633
Het volledig artikel vindt u in het juni-nummer van Aandrijftechniek.