Innowacyjna koncepcja pielęgnacji trawnika w ruchu

Modułowa technologia napędowa Demag zapewnia firmie RHENAC GreenTec AG odpowiednie rozwiązanie w dziedzinie mobilności umożliwiające realizację innowacyjnej koncepcji pielęgnacji trawnika. Motoreduktory, zestawy kołowe i przetwornice częstotliwości Demag poruszają z prędkością 12 m/min konstrukcję o masie 190 ton, składającą się z elementów stalowych i elektrycznych. Liczby wskazują, że 2755 modułów oświetleniowych LED i ponad 200 000 lampek LED oświetla 7000 m² powierzchni trawnika, aby umożliwić wzrost trawy. Innowacyjna technologia dla wielokrotnie nagradzanej murawy do profesjonalnych rozgrywek piłkarskich.

Przedsiębiorstwo

Wiele innowacyjnych firm wykorzystuje w swojej działalności „zielone technologie”. Stwierdzenie to dotyczy firmy RHENAC GreenTec AG in Hennef (Sieg) w szczególnym wymiarze i dosłownie. Dzięki innowacyjnym rozwiązaniom i produktom marki RHENAC Sports LED firma RHENAC zapewnia wzrost i rozwój roślin, wystawiając je na działanie sztucznego (i energooszczędnego) oświetlenia. Firma ta już od ponad dziesięciu lat korzysta z technologii oświetleniowej CLS (Complete Light Spectrum), która została dostosowana do tego konkretnego obszaru zastosowań dzięki wieloletniemu wsparciu naukowemu. To jedyny na świecie system oświetlenia roślin, który jest w stanie stworzyć elastyczne spektrum do oświetlania muraw sportowych, a nawet imitować światło słoneczne. Ta technologia oświetleniowa nie tylko lepiej spełnia swoje zadanie, ale także zużywa znacznie mniej energii niż źródła światła stosowane dotychczas.

Tym samym firma RHENAC zapewniła sobie jedną z wiodących pozycji na rynku systemów oświetlenia do wzrostu roślin. Posiada też liczne patenty w tym zakresie oraz buduje kompleksowe rozwiązania systemowe do oświetlenia i nawadniania, m.in. dla stadionów piłkarskich. Oczekiwania stawiane trawnikom są przy tym wysokie: muszą być wyjątkowo zielone i odporne na piłkarskie korki w dniu rozgrywek, a ponadto muszą oczywiście równomiernie rosnąć. Mobilne i wysoce zautomatyzowane systemy oświetleniowe RHENAC to nieodzowna pomoc dla właścicieli terenów zielonych.

Misja

Jak ustawić system oświetlenia LED na trawniku o powierzchni 7000 m², aby światło obejmowało cały obszar i równomiernie docierało do trawnika? Oczywiste jest, że nie wolno naruszać przy tym zielonego obszaru o szerokości 70 metrów. Konieczne jest również przechowywanie w sposób pozwalający zaoszczędzić miejsce, gdy system nie jest używany.

Projektanci RHENAC w Gelsenkirchen stanęli na wysokości zadania. Opracowany przez nich system składa się z dwóch identycznych portali z belkami głównymi wykonanymi ze stali. Przy łącznej masie 190 ton obejmują całą szerokość boiska i poruszają się po rozłożonych na trawniku szynach z prędkością ponad 12 m/min. Dwanaście rozkładanych belek B i sześć ruchomych belek C, wyposażonych w około 1400 modułów świetlnych LED i łącznie ponad 100 000 lampek LED każda, może oświetlić łącznie 3500 m², czyli połowę boiska piłkarskiego. Kolejna cecha szczególna: wysokość roboczą portali można zwiększyć od 1,50 m (w pozycji roboczej) do maksymalnie 4,65 m (w pozycji spoczynkowej), aby umożliwić przejazd autobusom. Oznacza to, że betonowa nawierzchnia, na której trawnik poza areną jest dostatecznie oświetlony w inny sposób, pełni funkcję dodatkowego miejsca parkingowego. 

Kolejnym zadaniem dla projektantów było wynalezienie odpowiedniej koncepcji napędu. Od napędów oczekuje się między innymi precyzyjnego ruchu synchronicznego podczas przesuwania 190-tonowego mostu o długości 80 metrów, a także niezawodnego działania w każdej temperaturze otoczenia i w niesprzyjających warunkach atmosferycznych – co składa się na bardzo wymagający profil oczekiwań.

Rozwiązanie

Przyglądając się portalowi, można zauważyć, gdzie najlepiej szukać takiej koncepcji napędu: jego konstrukcja podstawowa jest podobna do konstrukcji suwnicy bramowej. System zestawu kołowego Demag DRS został opracowany jako koncepcja napędu dla suwnic i uniwersalny komponent do rozwiązań stosowanych. Od tego czasu system zestawu kołowego sprawdza się dzięki swojej niezawodności i wytrzymałości, a przez lata wprowadzono go do wielu różnych obszarów zastosowań.

Podstawowa koncepcja zestawu kołowego: Wirniki o dużej wytrzymałości, które są zintegrowane w solidnej i kompaktowej obudowie, można łączyć z różnymi silnikami elektrycznymi, motoreduktorami oraz przetwornicami częstotliwości z modułowego systemu napędowego Demag. W przypadku prezentowanego systemu oświetlenia trawnika inżynierowie firmy Demag zalecili zestawy kołowe o wielkości DRS 400 o średnicy koła jezdnego 400 mm i nośności 30 t w połączeniu z kompaktowymi silnikami z hamulcem przekładniowo-kątowym.

Stosunek masy portalu (190 ton) do mocy napędu (16 x 3 kW = 48 kW) świadczy o wysokiej sprawności tego szynowego układu napędowego. Podkreśla to klasa efektywności energetycznej IE2 silników elektrycznych Demag z regulacją prędkości obrotowej, które zostały opracowane specjalnie do takich zastosowań. Wielowarstwowe wykończenie 2-składnikową farbą na bazie wody sprawia, że lazurowe motoreduktory są zabezpieczone przed rdzą nawet w niesprzyjających warunkach pogodowych, gdy są używane na zewnątrz.

Na każdy portal przypada osiem napędów. Są one synchronizowane za pomocą przetwornic częstotliwości, które mogą generować bardzo wysoki moment obrotowy również w stanie spoczynku, zapewniając w ten sposób płynny rozruch i pracę.

Funkcje specjalne

Z szerokiej gamy opcji, które Demag oferuje dla zestawów kołowych, inżynierowie RHENAC i Demag zdecydowali się na precyzyjnie dopasowane ramiona reakcyjne i zestaw do czyszczenia szyn na każdym zestawie kołowym.

Jedną ze szczególnych cech systemu oświetlenia murawy RHENAC jest montaż na całej długości murawy lub na ruchomej rynnie, co umożliwia wysunięcie całej powierzchni murawy poza stadion i z powrotem: W ten sposób stadion staje się areną wielofunkcyjną, a trawnik jest chroniony i pielęgnowany (bez cieni rzucanych przez trybuny). Funkcja ta również została zrealizowana z wykorzystaniem techniki napędowej Demag. Klub oraz osoby pielęgnujące teren zielony otrzymali już nagrodę za murawę.

Trzy pytania do Wernera Günthera, inżyniera sprzedaży odpowiedzialnego za projekt w RHENAC GreenTec AG i wielofunkcyjną arenę w Gelsenkirchen

Demag: Panie Günther, jakie wymagania otrzymał Pan początkowo od partnera projektu?

Werner Günther: Na pierwszym etapie otrzymałem dokument z parametrami technicznymi dla dwóch portali w celu oświetlania i nawadniania muraw sportowych. Masa własna portalu wynosi 80 000 kg. Ten kolos musi przesuwać się płynnie ze zmienną prędkością w zakresie od 0,8 do 20 m/min na dystansie 120 m. Cechą szczególną jest to, że portale te są obsługiwane na zewnątrz i należało spodziewać się porywów wiatru na powierzchni wynoszącej 320 m². Portale powinny także zachować sprawność przy silniejszym wietrze o sile 6 Beauforta. W pierwszym zapytaniu ofertowym opór kabla wleczonego wynosił 2000 N. Od tego zaczęliśmy. Ostatecznie całkowite obciążenie wzrosło ponad dwukrotnie do obciążenia statycznego 192 000 kg z powodu teoretycznego oblodzenia.

Demag: Jakie cechy produktu są szczególnie godne uwagi w przypadku rozwiązania napędowego do portali?

Werner Günther: Zastosowanie sprawdzonych komponentów techniki napędowej. Koncepcja napędu musi działać niezawodnie przy każdej pogodzie. Ostatecznie podczas projektowania i realizacji zdecydowaliśmy się na 16 napędów Demag typu WUE80QD z silnikami hamulcowymi ZBE 100 B4 B050, które napędzają 16 zestawów kołowych Demag DRS 400. Zestawy kołowe są wyposażone w łączniki górne i inne akcesoria, takie jak szczotki czyszczące szynę. Dwie przetwornice częstotliwości Demag umożliwiają płynną regulację prędkości w żądanym zakresie od 0,8 do 20 m/min. Sterownik bezpieczeństwa Demag SCU został zintegrowany przez inżynierów RHENAC z nadrzędnym sterowaniem systemu. Niezależnie chroni on przed kolizjami pomiędzy obydwoma portalami podczas pracy.

Demag: Jakie wymagania klientów były szczególnie interesujące w przypadku tego projektu?

Werner Günther:

Szczególnie duży rozmiar rozstawu portali o rozpiętości ponad 80 m. Podczas pracy nie wolno przekraczać tolerancji nachylenia wynoszącej maksymalnie 1 m. Wymaga to wysokiej dokładności podczas synchronizacji obu wózków jezdnych.

Ponadto sama eksploatacja na zewnątrz w naturalny sposób stawia wysokie wymagania podzespołom. Komponenty Demag są przeznaczone do pracy w temperaturach do minus 20 stopni Celsjusza i muszą także być odporne na warunki środowiskowe, takie jak upał, wilgoć, lód i śnieg.

Ze względów bezpieczeństwa należy uwzględnić, że podczas przesuwania się portali po murawie z pewnością będą przemieszczać się ludzie. Wymagania bezpieczeństwa dotyczące urządzeń sterujących są odpowiednio wysokie. Aby spełnić wymogi bezpieczeństwa, wykorzystano 8 laserowych skanerów bezpieczeństwa, które monitorują pracę i przekazują informacje do SCU kontroli bezpieczeństwa Demag.

Przez cały czas realizacji projektu nasz zespół ściśle współpracował z RHENAC GreenTec AG, a także firmami z innych branż, dzięki którym ten projekt był możliwy. Od hutnika, przez hydraulika, po inżyniera automatyka. Dobre planowanie i koordynacja były niezbędne, a dzięki nim projekt w Gelsenkirchen był wyjątkowy.

Również i w tym przypadku modułowy system technologii napędowej Demag pokazuje różnorodność opcji, dzięki którym można niezawodnie realizować projekty spełniające specyficzne wymagania.