Bouwkranen klaar voor nieuwe stap in digitalisering

In de machinebouw zijn begrippen als Industrie 4.0, digitalisering en het Internet of Things al lang niet meer weg te denken. Sensoren en slimme sturingen maken daar al langer de dienst uit. Op bouwwerven moet het allemaal wat robuuster zijn, maar toch zien we ook in bouwmachines steeds meer stappen richting digitalisering.

De steeds verder evoluerende sensortechniek – zoals realtime inclinometingen - zorgde al voor betere veiligheid

De start: frequentiesturing

Wat is digitalisering nu exact? Het is de afgelopen jaren geëvolueerd naar een containerbegrip waarin zowat alles op een hoopje wordt gegooid: slimme toestellen, IT, algoritmes, artificiële intelligentie en noem maar op. Volgens de officiële omschrijving is digitalisering evenwel niets anders dan het digitaal maken van analoge of handmatige processen.

Voor velen in onze sector is de omschakeling naar motoren met een frequentiesturing één van de eerste digitaliseringsprocessen, omdat daarmee een digitale sturing en uitlezing van motoren kan gebeuren. Dat leidde niet alleen tot een efficiënter verbruik, maar ook tot een verbreding van de beschikbare informatie. Dat maakte het mogelik om via de sturing een boel data te verwerken en genereren (stroomsterktes, werkuren, temperaturen …), wat op zijn beurt heeft geleid tot nieuwe mogelijkheden zoals optimale onderhoudsplanning.

De omschakeling naar motoren met frequentiesturing was een van de eerste digitaliseringsprocessen

Het vervolg: ook sensortechniek evolueert

Ondertussen stond ook de sensortechniek niet stil. Veiligheid is in de bouwkraanwereld sowieso een sterk aandachtspunt. Producenten zijn dan ook zeker vragende partij voor robuuste sensoren die een bijdrage kunnen leveren aan de veiligheid. Een inclinometer bij snelbouwkranen is een goed voorbeeld van dit streven. Die sensoren bestaan uiteraard al heel lang in de analoge vorm, maar dankzij digitalisering komt er een extra functionele laag bovenop.

Dat zit zo: snelbouwkranen vouwen zichzelf min of meer automatisch uit via meerdere montagemotoren die de stalen kabels aandrijven. Dat proces lijkt altijd eenvoudig en geleidelijk te verlopen, maar vergis u niet: het is een delicate taak, want tijdens het openvouwen moeten de onderlinge hoeken van de giekonderdelen binnen bepaalde grenzen blijven. Gebeurt dat niet, dan is er kans op kanteling of beschadiging van de kraan.

Producenten maken daarom gebruik van encoders en inclinometers, die de positie en de kantelhoek meten en via CAN-bus communiceren met de PLC. Die vertaalt de informatie naar het scherm van de technieker, die zo meteen kan ingrijpen wanneer de waardes zich buiten de ingestelde zones bevinden, wat gevaarlijke situaties bij de opstelling helpt te voorkomen.

Torenkranen kunnen dankzij digitalisering voor veel meer zaken ingezet worden dan louter heftaken — Torenkranen zijn dankzij digitalisering veel breder inzetbaar dan louter voor heftaken

Zonering en anti-collision

Dergelijke werkwijze laat ook toe om op andere vlakken een veilige werking te waarborgen, bijvoorbeeld door het afbakenen van de toegelaten werkzone. Zo een systeem garandeert de veiligheid op de werf door interferentie tussen kranen en hun verboden zones te beheren.

Moderne systemen geven meteen de mogelijkheden mee voor besturing met de inachtneming van deze zones. Zo krijgt de operator niet telkens vervelende foutmeldingen, want hij kan enkel en alleen de sturingsacties uitvoeren die mogelijk zijn. De creatie van de zones verloopt ook steeds intuïtiever, met behulp van voorgevormde en makkelijk aanpasbare geometrische vormen zoals veelhoek, rechte hoek, kegels of cirkels.

De programmatie verloopt eenvoudig aan de voet van de kraan of op afstand via het netwerk. Het systeem slaat voortdurend de bewegingen van de kraan en alle parameters op. Dit gebeurtenissenlogboek kan worden gedownload en gedeeld via e-mail, wat het onderhoud van de kraan vergemakkelijkt.

De evolutie staat evenwel niet stil, en we zien vandaag voortdurend nieuwe ontwikkelingen om in de gaten te houden.

De steeds verder evoluerende sensortechniek - zoals realtime inclinometingen - zorgt voor een betere veiligheid

De volgende stap: slimme bouwkraan als centrale werfhub

De uitgebreide draadloze communicatiemogelijkheden zorgen voor een vlekkeloze overdracht van informatie naar de server — Uitgebreide draadloze communicatiemogelijkheden zorgen voor een vlekkeloze overdracht van informatie naar de server

Het Smart-Cranesplatform bijvoorbeeld geeft ons een blik over hoe digitalisering kan dienen om bestaande toestellen – in dit geval een torenkraan – te voorzien van functionaliteiten die een pak verder gaan dan de pure hijs- en transportfunctie. Vandaag kan men heel wat interessante informatie uit sensoren verzamelen. Denk aan onder meer een digitale waterpas, het meten van de slijtage van de remvoering, overstretchsensoren, loadcellen, oliepeilindicatoren, digitale capaciteitsbeveiligingen en kWh-meters.

Deze sensoren sturen hun informatie naar een centrale box, die het via een communicatiegedeelte draadloos via 4G doorstuurt naar de cloudserver. Het systeem kan aan de hand van de rekenkracht van de software vervolgens heel wat interessante informatie genereren voor de aannemer die dit kan raadplegen op een online dashboard. Denk aan informatie over het gebruik, het genereren van waarschuwing en, de visualisatie van de prestaties en de verificatie van het gebruik door onderaannemers.

Camera zorgt voor extra functionaliteit

Een zeer interessante toevoeging aan dit systeem is de inzet van een camera die bovenaan de kraan de werf in beeld neemt. De camera werkt met beelden die aan elkaar gestitcht worden en creëert zo een 360°-beeld. Door de interne intelligentie met algoritmes is het mogelijk om van elke locatie op de werf een perfecte foto van bovenaf te genereren. Zo kan elk beeld exact gematcht worden met de plannen, wat heel wat mogelijkheden opent voor de gebruiker.

Het toevoegen van een camera die bovenaan de kraan de werf in beeld neemt, opent nog extra deuren

Het toevoegen van een camera opent nog extra deuren — Het toevoegen van een camera bovenaan de kraan die de werf in beeld brengt, opent nieuwe deuren

De beelden worden via de communicatiemodule ook doorgestuurd naar de server. Op dat moment wordt de kraan omgevormd tot een centrale hub waarmee men alle kanten op kan. Het maken en vergelijken van beelden met de oorspronkelijke plannen, het vastleggen van de locaties van leidingen, elke bouwlaag in beeld brengen voor het bouwdossier, opnames maken van de ventilatiebuizen en ze bijtekenen in .dwg zodat ze toegevoegd kunnen worden aan het bouwplan, livebeelden bekijken van de werf, een timelapse creëren, bekijken wie zich op de werf bevindt …

Wie dergelijk systeem installeert, kan zijn kraan optimaal gebruiken binnen de grenzen van de machine en dat heeft een rechtstreekse positieve invloed op de levensduur. Bovendien zorgt het systeem ervoor dat optimaal gebruik perfect kan aangetoond worden. Voor banken geeft dit meer zekerheid dat de aannemer de investering zeker zal terugverdienen, ze worden dus inschikkelijker om een lening over een langere termijn te spreiden.

Slimme en geconnecteerde bouwkranen zorgen voor een vlottere bouwplanning met een gereduceerde foutenmarge

Ook bij de verzekering speelt een vergelijkbaar verhaal. Uiteraard willen zij de bedragen die ze uitkeren voor ongelukken zo beperkt mogelijk houden. Door aan te tonen dat de gebruiker de kraan correct gebruikt, kan dat een positieve invloed hebben op zijn verzekeringspremie.

Eens de torenkraan niet langer nodig is, kan het camerasysteem probleemloos verplaatst worden naar een ander punt op de werf, zoals bovenaan de ruwbouw of een aanpalend gebouw. Het syteeem kan zowel op nieuwe als op oudere kranen geplaatst worden. Al geeft het vooral een meerwaarde bij frequentiegestuurde kranen, bij de oudere relaissturingen worden immers minder data gegenereerd.

Bouwkranen klaar voor nieuwe stap in digitalisering

Bouwkranen klaar voor nieuwe stap in digitalisering

Met dank aan Senne Goossens van De Ceuster