Sinds 2001 is het uitschuifbare voetbalveld van FC Schalke 04 – de befaamde Duitse ‘Traditionsverein’ – getuige geweest van talloze memorabele wedstrijden. Het mechanische aandrijfsysteem bleef al die jaren goed functioneren, maar een upgrade van het elektrische systeem werd noodzakelijk. De Nederlandse industriële automatiseerder Kremer moderniseerde het systeem afgelopen zomer met behulp van de pc-gebaseerde besturingstechnologie van Beckhoff en maakte het geschikt voor slim energiebeheer en voorspellend onderhoud.
Kremer werkt al meer dan twintig jaar als systeemintegrator met de motion-control- en hydrauliekbibliotheken van Beckhoff. Het familiebedrijf, gevestigd in ’s-Heerenberg met meer dan 180 medewerkers, verenigt disciplines als elektrotechniek, industriële automatisering, ict, beveiliging, energie en technisch beheer onder één dak. Vanuit deze brede expertise biedt Kremer industriële klanten een breed scala aan diensten, variërend van advies en ontwerp tot installatie, onderhoud en beheer.
Het uitschuifbare voetbalveld is een van de opvallende projecten in het portfolio van Kremer. Het veld ligt op een grote betonplaat die met behulp van een smeringssysteem over zestien rails schuift. De plaat wordt vooruit- en achteruitgeduwd door vier hydraulisch aangedreven klemkrikken (gripper jacks) die zich elk op een balk vastklemmen.
Een kwart eeuw geleden verzorgde Kremer de oorspronkelijke installatie, vertelt Stefan Rasing, projectleider Industriële Automatisering bij Kremer. ‘Sindsdien zijn wij verantwoordelijk voor het onderhoud en de besturingssystemen. Hoewel het mechanische systeem nog steeds goed functioneerde, raakten oorspronkelijke elektrische componenten obsoleet, waardoor we een upgrade moesten plannen.’
Eigen HMI-standaard
Hoewel de upgrade werd gepland voor de zomerstop van 2026, ging het project al in september 2025 van start. Rasing: ‘Dat is inderdaad een lange voorbereidingstijd. Je moet bedenken dat dit een oud project uit 2001 betrof. Documentatie was lastig te vinden; destijds werd veel nog op papier vastgelegd. We moesten onze archieven doorspitten en ook ter plaatse goed kijken, zowel onder het veld als in de regelkamer.’
Kremer moderniseerde het volledige aandrijfsysteem naar de pc-gebaseerde besturingstechnologie van Beckhoff, waarbij de besturing werd vervangen en het realtime communicatieprotocol Ethercat werd geïmplementeerd. Zo werd bijvoorbeeld de Ethercat-geschikte CU1521 voor Industrial Fast Ethernet (100 Mbit/s) ingezet als mediaconverter – van glasvezel naar koper en omgekeerd – voor de datacommunicatie tussen het systeem en het centrale bedieningspaneel. Deze module is ontworpen voor Ethercat-overdracht over grote afstanden en is bestand tegen hoge EMC-belastingen op de buslijn; beide omstandigheden zijn van toepassing op het omvangrijke, energie-intensieve aandrijfsysteem bij Schalke.
Rasing was vooral blij met de automatiseringssoftware Twincat 3. ‘Die maakt objectgeoriënteerd programmeren mogelijk en het is een open systeem, waardoor we de besturingssoftware eenvoudig aan onze wensen kunnen aanpassen. We hebben gebruikgemaakt van onze eigen bibliotheek en de PackML-standaard toegepast voor de besturing. Voor het project bij Schalke hebben we bovendien een nieuwe, eigen HMI-standaard ontwikkeld met behulp van Beckhoff. Dat vergde een tijdsinvestering, maar die heeft zich al terugverdiend toen we deze HMI-standaard in een ander project konden toepassen. Dit verliep zeer vlot, omdat we onze applicatie – zonder te programmeren – deels konden genereren.’
Scheefloop voorkomen
Een cruciaal onderdeel van dit project was de Twincat 3-hydrauliekbibliotheek. Deze is fabrikantonafhankelijk, vertelt Thomas van Hengel, applicatie-engineer bij Beckhoff. ‘Met deze bibliotheek kunnen we hydraulische componenten van alle merken aansturen. Zij is volledig geïntegreerd in Twincat 3 en biedt functieblokken voor zowel ventiel- als pompgestuurde systemen. De bibliotheek beschikt over een speciale hydraulische regelkring voor positie- en druk-/krachtregeling, inclusief specifieke functies zoals I/O-monitoring, de ventielkarakteristiek en simulatiemogelijkheden.’
De hydrauliekbibliotheek is eenvoudig te gebruiken in de Twincat-omgeving, bevestigt Rasing. ‘In feite kun je een hydraulische cilinder aansturen als een servo-as in een motion-applicatie.’ Een van de uitdagingen bij de besturing is het voorkomen van scheefloop van het speelveld tijdens het in- of uitschuiven; dit wordt bereikt door de assen te synchroniseren. Hiervoor is in de besturing een virtuele as gedefinieerd die de aansturing van de vier gripper jacks verzorgt. Als er een afwijking ten opzichte van de virtuele as wordt waargenomen, wordt er gecorrigeerd door sommige jacks harder te laten duwen en andere minder hard.
Rasing waardeerde de online ondersteuning van Beckhoff. Van Hengel: ‘We hebben een team van engineers met jarenlange ervaring in de hydrauliek dat klaarstaat om onze klanten te ondersteunen. Bij dit project hebben we Kremer geadviseerd over de synchronisatiestrategie en de implementatie van de aansturing van de gripper jacks in de PLC. Tijdens de inbedrijfstelling hebben we geholpen bij het opmeten van de ventielkarakteristiek en het afregelen van de assen.’
Voorspellend onderhoud
Nadat Schalke op 17 mei 2026 de laatste wedstrijd had gespeeld, werd het speelveld uit het stadion geschoven en begon Kremer de volgende dag al met de werkzaamheden, herinnert Rasing zich. ‘Onze planning liep als een zonnetje. Nog voor de eerste oefenwedstrijd van het nieuwe seizoen op 8 augustus hadden we de installatie en het testen al afgerond – na nog wat laatste aanpassingen in de hydrauliekbesturing. Het systeem bewoog weer precies zoals voorheen – een enorme opluchting voor de staf van Schalke en voor ons. Want als we het project niet op tijd hadden afgerond, had Schalke geen thuiswedstrijden kunnen spelen.’
Hiermee is de eerste fase van de upgrade succesvol afgerond. Momenteel werkt Kremer aan de implementatie van energiemanagement en voorspellend onderhoud. ‘In elk hydraulisch systeem worden energiemetingen uitgevoerd, zodat we slijtage kunnen monitoren. Voorheen waren er problemen met de temperatuur van de pompen wanneer deze door storingen vastliepen of zwaar belast werden. Nu willen we dergelijke problemen in een zeer vroeg stadium signaleren. We verzamelen data uit de Twincat-omgeving telkens wanneer het speelveld is verplaatst. Hoe snel verliep de verplaatsing? Hoe vaak vond er een stop plaats? Wat waren de energie- en drukwaarden? Dit stelt ons in staat om verplaatsingen met elkaar te vergelijken; bij een afwijking kunnen we vaak al een gerelateerde fout opsporen voordat deze daadwerkelijk optreedt. Zo hebben we bijvoorbeeld alarmlogging aan de HMI toegevoegd, zodat de operator het verloop van de hydraulische druk kan volgen.’
Dankzij de upgrade en de invoering van energiemanagement en voorspellend onderhoud – zo concludeert Rasing – wordt het risico op storingen in het systeem voor het uitschuifbare veld verminderd, worden de kosten beter beheersbaar en wordt de bedrijfszekerheid gewaarborgd.
Hoofdbeeld: het veld buiten het Schalke-stadion. Beeld: Tim Rehbein/FC Schalke 04. Dit artikel werd geschreven in nauwe samenwerking met Kremer en Beckhoff.
