VSE renoveert sleepwagen MARIN in vacuümtank

VSE Industrial Automation heeft voor het maritieme onderzoeksinstituut MARIN al voor de zesde keer een sleepwagen mogen renoveren. Ditmaal in een bijzondere omgeving: de vacuümtank van MARIN in Ede.

MARIN

Het wereldwijd erkende onafhankelijke topinstituut voor maritiem onderzoek MARIN heeft als missie ‘Better Ships, Blue Oceans’. “Wij staan voor een schone, slimme en veilige scheepvaart en duurzaam gebruik van de zee”, vertelt ingenieur Jan de Boer, senior projectmanager maintenance, development & support. We ontmoeten hem in Ede, waar MARIN onder meer scheepsmodellen bouwt voor haar hoofdvestiging in Wageningen, die over diverse faciliteiten beschikt om modellen te testen en bemanningsleden te trainen. In de bassins kunnen alle omstandigheden op zee (wind, stroom en golven) nagebootst worden.

Vacuümtank

In Ede doet MARIN naast trillings- en geluidstesten ook onderzoek naar cavitatie bij scheepsschroeven. Hierbij ontstaan luchtbellen op de schroefbladen waarin een vacuüm heerst. Wanneer de luchtbellen imploderen kunnen ze de scheepsschroef letterlijk ‘opvreten’ en het maakt vreselijk veel lawaai onderwater. Om cavitatie te kunnen waarnemen, moet men de luchtdruk kunnen schalen. Hiervoor heeft MARIN in Ede een bassin waar in 8 uur de luchtdruk verlaagd kan worden tot 30 millibar, 1/30 atmosfeer. In deze enorme bunker met twee meter dikke wanden bevindt zich een 220 meter lang, 16 meter breed waterbekken met een diepte van acht meter en een inhoud van ruim 30 miljoen liter. Het bassin is uitgerust met een microfoonstellage voor geluidsproeven en een installatie om golven op te wekken.

Sleepwagen

In de bunker bevindt zich een sleepwagen voor scheepsmodellen. Hij weegt 90 ton en heeft 4 wielen die elk worden aangedreven door een motor van 120 kW. Nadat een scheepsmodel in het water is gelegd en voorbereid is, gaat de complete test-setup van model, meetapparatuur en camera’s door een grote pijp (de ‘sluis’) de bunker binnen en wordt hij automatisch aan de sleepwagen gekoppeld. De cavitatie-proeven zijn uitgevoerd bij een druk van 30 millibar. Tijdens deze proeven konden er geen mensen in de bunker aanwezig zijn. De sleepwagen wordt bediend vanuit de controlekamer, waar medewerkers van MARIN de proeven met camera’s kunnen volgen en waar ook alle metingen binnenkomen.

SIMOTION-besturing

De sleepwagen had een nieuwe aandrijving en besturing nodig omdat de bestaande technologie het einde van haar levensduur had bereikt. Spare parts waren niet meer verkrijgbaar. Er werd gekozen voor een nieuwe SINAMICS S120-aandrijving en een SIMOTION-besturing. In het voorjaar van 2023 vond de ombouw plaats. Het was al de zesde sleepwagen die VSE voor MARIN mocht ombouwen. “Voor de eerste ombouw in 2011 heeft Siemens ons doorverwezen naar VSE”, zegt Jan de Boer. “Ze kwamen met een goed verhaal waar we geen gaten in konden schieten. Het klikte meteen.” Engineer Peter Geurts vult aan: “Met VSE kunnen we direct de technische diepte ingaan. Ze zijn als Motion & Drives partner van Siemens gespecialiseerd in SIMOTION en wij in alle zaken daaromheen. We vullen elkaar goed aan.”

Niet alledaags

Het bijzondere aan de ombouw was dat de oude besturingskasten bleven staan. “Meestal bouwen en testen wij alles in onze eigen montagehal”, vertelt Ronald Boere, hardware engineer bij VSE. “In dit geval moest onze afdeling installatie het paneel op locatie opbouwen. Geen alledaags klusje! We hebben op basis van de bestektekeningen alle nieuwe componenten ingetekend en zoveel mogelijk voorbereid.

Bij het selecteren van componenten moesten we rekening houden met de beperkte inbouwruimte. Siemens heeft een compacte bouwvorm van de SINAMICS S120-drives, het zogenaamde booksize-formaat. Hierbij zijn 4 kleine aandrijfsetjes in 1 systeem gebouwd. Dit konden we makkelijk naar binnen brengen en inbouwen. De vereiste kabellengte konden we pas tijdens de ombouw bepalen. Samen met onze monteurs hebben we flink gepuzzeld om alles passende te krijgen.

Een extra uitdaging was dat wij vanwege de lange levertijden alle componenten moesten bestellen nog voor de engineering begonnen was. Onder meer de materiaalkeuze hebben we met MARIN op voorhand afgestemd. Alle toegepaste componenten moesten geschikt zijn voor een vacuüm-omgeving. MARIN heeft daar veel ervaring mee. Zo zijn de kabelinvoeren van de technische ruimte op een speciale manier afgedicht zodat het vacuüm geborgd blijft. De 4 motoren zijn in een speciale behuizing geplaatst.”

Passen en meten

Chris Hoogenboom verzorgde samen met zijn collega’s Ruben de Heus, Teus Korevaar en Johan Hartman de installatie ter plekke. Door een kleine ruimte moesten ze alle oude vermogenselektronica afvoeren en de nieuwe componenten naar binnen brengen. Medewerkers van MARIN hielpen hierbij.

“Het was passen en meten”, vertelt Chris. “We hadden alles goed voorbereid. We hebben het voedingsgedeelte vernieuwd, een nieuwe 700KVA transformator 565VAC/480VAC geplaatst om de aangeboden spanning te verlagen in de kast, alle oude motormodules vervangen en het zware koperwerk passend gemaakt. Verder hebben we o.a. de motorkabels vervangen en nieuwe connection boxen voor het mobile panel geïnstalleerd op de sleepwagen en in de controleruimte. Dit heeft in totaal drie weken geduurd.” Ronald Boere: “Onze monteurs hebben goed werk geleverd. Alles zit er netjes in.”

Veiligheid geborgd

De sleepwagen moet zeer nauwkeurig worden bestuurd en continu binnen bepaalde marges boven het scheepsmodel blijven. De functionaliteit van de nieuwe besturingssoftware is gebaseerd op de software die VSE eerder voor andere sleepwagens van MARIN heeft gebouwd. Software engineer Jelle Verwoerd werkte nauw samen met Peter Geurts van MARIN. “In de vacuümtank staat nog een tweede, stille sleepwagen”, vertelt Jelle. “In het kader van dit project hebben we het mogelijk gemaakt dat de twee sleepwagens tegelijkertijd kunnen rijden. Om te voorkomen dat ze op elkaar kunnen botsen, is de veiligheid aangepast. Safety staat bij MARIN hoog in het vaandel. Peter heeft het veiligheidsprogramma in de PLC aangepast en ik heb de SIMOTION software geprogrammeerd. Daarna hebben samen de safety gevalideerd en getest.”

Open samenwerking VSE en MARIN

Vanwege de ombouw konden in Ede twee maanden lang geen proeven worden gedaan. Het testen en inbedrijfstellen van de omgebouwde sleepwagen deden VSE en MARIN samen. Jan de Boer blikt tevreden terug: “Met VSE kunnen wij echt samen optrekken. We zijn open naar elkaar toe en durven ons kwetsbaar op te stellen. Als je aangeeft dat je ergens in je eentje niet uitkomt kun je samen naar oplossingen zoeken en kom je verder dan wanneer iedereen de kaarten voor de borst houdt. Dit aspect waarderen wij, naast de aanwezige expertise, in de samenwerking met VSE.”

Meer informatie bij VSE