Manifestările culturale, sportive sau de oricare natură menită de a aduce la un loc un mare număr de oameni, au nevoie de un loc de desfăşurare. De multe ori aceste locuri sunt în aer liber: stadioane de fotbal, stadioane de tenis, săli în aer liber etc. Din cauza unor anumiţi factori, de cele mai multe ori legaţi de starea vremii, este de dorit ca locurile în discuţie să fie prevăzute cu acoperişuri mobile, care la nevoie să poată proteja pe cei aflaţi în interior. Având în vedere dimensiunile mari, trebuie utilizate mai multe elemente de acţionare sincronizate, care să asigure la comandă închiderea/deschiderea acoperişului. Cerinţele generale la realizarea unui acoperiş mobil de mari dimensiuni sunt:
• Mai presus de toate siguranţa în exploatare, deoarece în toate cazurile, acoperişurile sunt acţionate deasupra unor grupuri de oameni. (de cele mai multe ori, pentru sporirea nivelului de siguranţă şi pentru evitarea incomodării evenimentului ce are loc, operarea acoperişului se face anterior accesului oamenilor);
• Sincronizarea mişcării între elementele de acţionare ale acoperişului;
• Monitorizarea permanentă a parametrilor sistemului (forţă, viteză, curent etc.) pentru anticiparea oricăror evenimente nedorite şi evitarea apariţiei lor.
Alături de caracteristicile absolut necesare, prezentate mai sus, în funcţie de specificul aplicaţiilor concrete pot apare numeroase cerinţe particulare.
Acoperiş mobil pentru Commerzbank-Arena (Waldsatdion) – Frankfurt
În cele ce urmează va fi prezentat foarte pe scurt un exemplu de aplicaţie de acoperiş mobil, şi anume pentru Commerzbank-Arena din Frankfurt (fost Waldsatdion). Acesta este un stadion reconstruit special pentru Campionatul Mondial de Fotbal din 2006. Dorindu-se a fi un stadion modern, pe lângă facilităţile de ultima oră, s-a dorit realizarea unui acoperiş interior mobil (deasupra suprafeţei de joc). Proiectul a fost câştigat de ECCON Engineering Computer Consulting GmbH, partea de automatizare fiind realizată de Aurocon ROMÂNIA.
Într-o descriere succintă, aplicaţia de acoperiş mobil interior propusă constă dintr-o membrană din material cu caracteristici speciale, susţinută de o structură de cabluri din oţel. Aceasta membrană poate fi întinsă sau strânsă într-un timp foarte scurt. Închiderea şi deschiderea sunt complet automate prin simpla apăsare a unui buton. Cât timp acoperişul este deschis, membrana este strânsă la centru în interiorul unui video-cub (un cub pe a cărui suprafeţe laterale funcţionează monitoare cu ecrane de mari dimensiuni).
Operaţia de închidere a acoperişului constă din două etape principale:
– Într-o primă etapă, membrana este întinsă cu viteză, cu ajutorul unor motoare electrice, până în apropierea poziţiei finale;
– În etapa a doua, acţionarea membranei este preluată de agregate hidraulice cu scopul întinderii şi blocării în poziţia finală.
Operaţia de închidere
Avându-se ca punct de plecare simetria formei stadionului, a fost propus un sistem alcătuit din 32 de agregate, dispuse în 4 sectoare, cu câte 8 agregate pe sector.
Elementul principal de acţionare, agregatul electro – hidraulic este conceput dintr-un motor electric de 1,5kW, un troliu şi un dispozitiv hidraulic de întindere şi blocare în poziţia finală.
Punctul central de comandă al acoperişului mobil
Structura de comandă reprezintă elementul de bază în sincronizarea mişcării celor 32 de axe. Comanda este realizată cu ajutorul unui controler central (PP41 de la B&R) şi patru controlere de sector (CP476 de la B&R). Fiecare agregat electro-hidraulic dispune de un dispozitiv mixt de intrare/ieşire digital/analogic (CM211 de la B&R) şi de un inverter (FDS4000 de la Stoeber) utilizat pentru controlul motorului electric.
Descriere Power Panel 41
– PP41 – 24V DC
– ecran LCD, 5,7 inch, QVGA
– 8 taste soft şi 32 de taste funcţie
– CPU compatibil 2003, 700 kB SRAM, 1,4 MB FlashPROM
– 1 slot PCMCIA
– 1 interfaţă RS232
– 1 interfaţă CAN izolată electric
– capabilitate de reţea
– 10 intrări digitale 24 VDC şi 8 ieşiri digitale
24 VDC – 0,4 A
– clasă de protecţie IP65
Descriere CP476
– 2003 CPU
– 750 kB SRAM, 1,5 MB FlashPROM
– alimentare 24 VDC – 12,5 W
– 1 interfaţă RS232
– 1 interfaţă CAN izolată electric
– capabilitate de reţea
– magistrală de sistem pentru module de extindere
– număr maxim de I/O – 272 digitale/80 analogice
Comunicaţia dintre controlerul central, controlerele de sector şi agregate se face prin magistrala de câmp CAN.
Schema de principiu a comenzii
În cadrul sistemului de comandă sunt implementate elemente de protecţie, ca de exemplu:
– cuplu minim/maxim pe agregat, cu avertizare la depăşire
– monitorizarea diferenţei de poziţie dintre axe
– presiune maximă admisă
– comunicaţie CAN în interiorul sectorului şi comunicaţie CAN între controlerul central şi controlerele de sector
De asemenea, cu scopul evitării oricăror evenimente nedorite, sunt implementate proceduri de restricţionare:
– restricţie pe perioada de iarnă (zăpada acumulată pe o aşa mare suprafaţă ar crea o presiune foarte mare
– restricţie de vânt
Aceste restricţii pot fi suprascrise printr-o cheie de bypass.
Cu scopul gestionării cât mai bune a sistemului, controlerul central are implementat un logger, care înregistrează datele din sistem, putându-se avea un istoric al evenimentelor care au loc.
Un alt element important al sistemului este reprezentat de sistemul de diagnoză de la distanţă. Cu ajutorul unui modem serial standard se poate controla întregul sistem prin orice conexiune telefonică obişnuită.
Walter Hämmerle
Sorin Pariia
Bogdan Grămescu