In de Julianasluis te Gouda rondde Pilz in 2011 een
bijzonder project af. Zowel de bediening van de sluisdeuren als de brug werden
gerealiseerd middels een geïntegreerd veilige besturing. Hierbij konden zowel
de veiligheidsfuncties als de reguliere besturing, inclusief beeld en geluid,
middels één glasvezel ringleiding worden gerealiseerd.
Met de bouw van een nieuwe overslagterminal in Alphen aan den Rijn is het
druk bij de Julianasluis te Gouda. Het knooppunt dat het Gouwe kanaal en de
Hollandse IJssel met elkaar verbindt, geldt met het jaarlijks schutten van zo’n
9.000 vrachtschepen en 17.000 plezierschepen zo mogelijk als de drukste sluis
van Nederland. Arjen Verhoeven van Pilz Nederland is nauw betrokken geweest bij
een project om deze grote verkeersstroom in veiligere banen te leiden en de
besturing weer helemaal aan de laatste stand der techniek te laten voldoen.
Hierbij was een hoofdrol weggelegd voor SafetyNet en een negental PSS 4000
PLC’s.
Specificaties
“We hebben al jaren een goede relatie met de provincie Zuid-Holland als het
om de waterwegen gaat”, steekt Verhoeven zijn uitleg over de totstandkoming van
het project van wal. “In het verleden hebben we voor hen namelijk een standaard
ontwikkeld voor het bedienen van bruggen op afstand. En hoewel in Nederland in
de NEN 6787 het nodige te vinden is over veilige brugbediening, zijn er voor
sluizen geen algemene normen voorhanden. Nu hebben we daarom ook voor de
bediening van sluizencomplexen zelf een norm ontwikkeld.” Verhoeven geeft aan
dat er voldoende handvaten waren om deze standaard op te baseren. Op de eerste
plaats is een sluis gewoon een machine en dient hij te voldoen aan de
Machinerichtlijn. Dat betekent dus ook een gedegen risicoanalyse en het in kaart
brengen van de veiligheidsketens. Je wil bijvoorbeeld niet dat een sluisdeur
open kan wanneer het water aan beide zijden niet op hetzelfde niveau is.
Daarnaast was er de wens vanuit de klant om de functionele veiligheid volgens
EN 62061 uit te voeren. Dit werd voor andere objecten immers ook al gedaan.
Verhoeven: “We kwamen uit op een classificatie van SIL3. In combinatie met de
benodigde IO was de keuze voor het hart van de besturing hiermee snel gemaakt:
PSS4000 in combinatie met SafetyNet.”
Ringleiding
Gevraagd naar de toegepaste componenten, schetst Verhoeven eerst een
overzicht van de diverse onderdelen waaruit een sluizencomplex bestaat. “Elke
sluis heeft twee zogenoemde ‘landhoofden’. Dit zijn de uitgebouwde delen van de
oever, waaraan de sluisdeuren zijn bevestigd. Dit kunnen twee puntdeuren per
kant zijn, maar in het geval van de Julianasluis is aan beide zijden één
roldeur toegepast. Daarnaast is er een beweegbare brug, die in combinatie met
het schutten van de sluis wordt bediend. Tot slot zijn er seinen op het water
en seinen en afsluitbomen voor het wegverkeer.” Verhoeven legt uit dat er ook
een glasvezel ringleiding is aangelegd, waarover alle communicatie middels
ethernet verloopt. Voor wat betreft de lay-out heeft dit als voordeel dat de PSS
4000 PLC’s terplekke van elk landhoofd als remote I/O kunnen worden toegepast.
“We hebben aan elke zijde van elk landhoofd twee PSS 4000 PLC’s toegepast.
Daarnaast was er één centrale PLC voor de bediening en coördinatie tussen de
besturingen. Voordeel van de ringleiding hierbij was dat er geen kabels naar de
andere kant van het water getrokken hoeven te worden. We konden rechtstreeks op
de ringleiding inprikken.”
Veilige functies
Welke functies zijn nodig om een sluis en brug veilig te bedienen, en hoe hangen
deze samen? Verhoeven telt een zevental cruciale stappen. Hij begint met een
schutting die zojuist heeft plaatsgevonden. “Op de eerste plaats is er de
controle op een goede nivellering. Is het waterniveau aan beide zijden van de
sluis wel gelijk, zodat men de deuren veilig kan opendoen? Aan twee kanten is
er hiertoe een dubbele niveaumeting, waarbij metingen vergeleken worden en er
tevens in redundantie is voorzien. Is dit in orde, dan zijn de seinen voor het
wegverkeer aan de beurt. Deze worden gecontroleerd door de aansturing en de
terugmelding te vergelijken. Als blijkt dat van alle sets vijftig procent goed
functioneert, dan mogen de afsluitbomen na een ingestelde tijd dicht. Pas als
alle afsluitbomen gesloten zijn, mag de brug worden geopend. En aangezien bij
de Julianasluis de sluisdeuren en brug dusdanig dicht bij elkaar liggen,
gebeurt dit gelijktijdig met het openen van de sluisdeuren. Zodra de brug en
sluisdeuren open zijn, gaan automatisch de seinen voor de scheepvaart op groen.
En is het schip gepasseerd, dan gaan deze eerst weer op rood, waarbij ook hier
op defecten wordt gecontroleerd. De bomen gaan uiteraard pas weer open als de
brug weer dicht is. De sluisdeuren echter mogen gewoon open blijven, tenzij men
de tegenoverliggende deur wil openen.” Tot zover de voorwaardelijke stappen.
Verhoeven benadrukt dat er ook vele beveiligingen zijn opgenomen die meer met
het proces te maken hebben. Zo wordt gecontroleerd of een afsluitboom wel
volledig geopend is, maar zit er ook een snelheidsmeting op de brug en op de
sluisdeur. Op alle aandrijvingen van brug, sluisdeuren en afsluitboom zitten
SIL3 eindschakelaars die de volgende processtappen vrijgeven, en
spil-eindschakelaars geven de posities aan waar met een bepaalde snelheid mag
worden gedraaid. Tot slot is ook een handbediening mogelijk. Hierbij worden
alle relaties tussen brug, deuren, afsluitbomen en seinen behouden. Maar door
het vervallen van de extra controles voldoet het geheel niet meer aan SIL 3.
“De handbediening is puur bedoeld om in een noodsituatie alles weer in een
veilige eindstand te brengen. De brug gaat dicht en blijft dicht, zodat het
landverkeer weer verder kan.”
Standaard
componenten
Dat de geïntegreerde oplossing middels één glasvezel ringleiding zorgt voor
een eenvoudigere lay-out is bekend. Maar waarom zouden zowel audio, video als
besturing via dezelfde ethernet verbinding verlopen? Is dit niet gevaarlijk?
“Het integreren van de veiligheid middels SafetyNet heeft enkele aantrekkelijke
voordelen”, legt Verhoeven uit. “Op de eerste plaats kan er gebruik gemaakt
worden van standaard netwerkcomponenten, en zijn er geen specifiek aangepaste
switches en routers nodig. Dit is natuurlijk goedkoper, maar maakt de
installatie ook stukken sneller. Het is ‘off the shelf’ technologie en er zijn
vele marktpartijen die er goed mee overweg kunnen. Daarnaast is deze
geïntegreerde oplossing ook echt veilig. Ondanks het feit dat alle intercom
functies, marifoon functies, maar vooral video behoorlijk wat bandbreedte
vergen, is er voor de veilige besturing een gegarandeerd deel gereserveerd.
Daarnaast zijn er binnen het protocol diverse controles zoals
ontvangstbevestiging en CRC-controles, en is alle hardware redundant
uitgevoerd.” Vooralsnog is de provincie Zuid Holland erg tevreden. Maar op termijn
wil ze de lat toch een stukje hoger leggen. Verhoeven: “Gezien de drukte zijn
er plannen om het sluizencomplex uit te breiden. En ook zal over een jaar of
twee de bediening op afstand gedaan worden. Voor wat SafetyNet en PSS4000
betreft geen enkel probleem is. De technologie is schaalbaar en veilig, ook
over grote afstand.”
Schunk Hoffmann Carbon Technology is een toonaangevende fabrikant van startmotor- en brandstofpompkoolborstels voor de auto-industrie. Het bedrijf had na de overstap van een hydraulische naar een elektrische servo-spiraalpers steeds weer te maken met storingen. De kortsluitingen op de printplaat van de destijds gebruikte aandrijfregelaar waren blijkbaar niet bestand tegen het koolstof. 
