Internet of Things im Dienste der Betonfertigteilproduktion

System: PGHeat
Hardware: Mikrocontroller ESP8266, Temperatursensoren DS18B20
Mikrocontroller-Programmierung: Arduino IDE
Datenbank: MS SQL
Server IoT: Eigenentwicklung auf Visual Studio 2015 Core ASP.Net + IIS
Benutzeroberfläche: Eigenes Softwareprodukt auf Visual Studio 2015 Core
Inbetriebnahme: Juli 2019

Jetzt in der aktiven Phase ist der Bau des Kernkraftwerks Kursk KKW-2. Tatsächlich ist dies die erste Umsetzung des VVER-TOI-Projekts, das die neuesten internationalen Sicherheitsstandards für Kernkraftwerke hinsichtlich der Atomenergieerzeugung und des Schutzes vor externen Terroranschlägen erfüllt.

Wir freuen uns, an diesem Prozess beteiligt zu sein und leisten einen Beitrag zur Einführung moderner Technologien auf dieser Baustelle, insbesondere in der Produktion von Faserbetonplatten für Stahlbetonschalungssteine.

Unser PGHeat-System ist ein Schritt in der allgemeinen Anpassung der Betonfertigteillinie. Zuvor wurde ein Heizsystem für Betongerüste eingeführt, das die Modellierung thermodynamischer Prozesse umfasst. Es ist auch geplant, das bestehende System weiter aufzurüsten.

Um den Markt zu erweitern, hat sich Rosatom ehrgeizige Ziele gesetzt, um den Bau von Triebwerken zu beschleunigen. Eine der Erfolgskomponenten ist die Reduzierung der Anzahl der beim Wandbau angehobenen Krane. Zu diesem Zweck wurde die Station auf der Basis von Bewehrungsblöcken unter Verwendung von Fibrobetonplatten konstruiert.

In dieser Hinsicht ist eine erhöhte Produktionsrate von faserverstärkten Betonplatten erforderlich. Die Erstellung der Produktion praktisch auf der Baustelle ist eine Aufgabe, die eine hohe Organisation erfordert, und eine erhöhte Produktionsrate ist eine zusätzliche Belastung für das Bauteam.

Durch die Beschleunigung des Aushärtens von faserverstärktem Beton durch Erhöhung des Kieselsäureanteils in der Zusammensetzung der Mischung wird ein arbeitsintensiver Prozess zur Herstellung hochwertiger Platten erzielt. Die Ausschussrate steigt dramatisch an, was besonders für teure Rohstoffe kritisch ist.

Ein wichtiger Punkt im Produktionsprozess war daher die Schaffung eines Temperaturfeld-Trackingsystems beim Aushärten von Elementen. Unsere Firma hat das gesamte System dieser Überwachung von Grund auf neu entwickelt und implementiert.

Auf Betonierständen mit einer Gesamtfläche von 400 m2 sind 40 Temperaturmessfühler installiert. Die Signale werden auf 10 Controllern gesammelt und über das Internet of Things in einem festgelegten Intervall per WIFI an den zentralen Server übertragen. Ein speziell für diese Produktion entwickeltes Softwarepaket zeigt die aktuelle Situation an jedem Messpunkt an, zeigt eine Grafik der Änderungen an und archiviert die Aushärtungshistorie jedes Produkts.

So weiß der Produktionsleiter bereits im Vorfeld über die Produktreife Bescheid, auch ohne die Festigkeit zu testen. Darüber hinaus erlauben Labortests nicht, den Grad der Bereitschaft aller Elemente zu beurteilen, sondern geben nur eine Beurteilung der Qualität des Gemisches.

Unsere Entwicklung ist auch ein IoT-Controller, der digitale Signale sammelt und über HTTP sendet. Es wurde die Möglichkeit einer Überhitzung simuliert und Feldversuche durchgeführt und eine Wärmeisolierung installiert. In dieser Implementierung verfügt es über ein eingebautes Netzteil, es kann jedoch auch mit Batterien betrieben werden.

Dies ist die erste Implementierung der Internet of Things-Technologie an Rosatom-Standorten. Als stromsparendes, nichtflüchtiges System mit geringem Stromverbrauch können Sie mit der IoT-Technologie nicht nur die Temperaturüberwachung großer Flächen bei der Herstellung von Bauteilen implementieren. Damit ist es möglich, ein Informationsbild anderer für das Kernkraftwerk relevanter Parameter wie Feuchtigkeit, Vorhandensein von Gasen, Bränden und sogar Strahlung zu erstellen. Niederspannungsstrom verursacht keine Funken, wodurch Brand- und Explosionsgefahren ausgeschlossen werden. All dies kann am fertigen Objekt ohne Verlegen eines Kabels und in für eine Person gefährlichen Räumen durchgeführt werden.

Wir sind besonders stolz darauf, dass dieses System sowohl in der Backend-Phase (Hardware und Software) als auch in der Frontend-Phase (Client-Seite der Benutzeroberfläche) vollständig unser Produkt ist. Für seine Branche ist das System exklusiv auf dem Weltmarkt. Allerdings wie die gesamte Station Kursk KKW-2.

Alexander Muzhichkov

Projektleiter PGHeat

15.07.2019

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