Transportieren, Lagern, Kommissionieren und Sortieren – in der Intralogistik dreht es sich um den möglichst vollständig automatisierten Materialfluss. Weil ein störungs- und ausfallfreier Betrieb die Regel sein muss, sind die Anforderungen an die Programmier-, Steuerungs-, Sicherheitstechnik sowie an die Hardware-Komponenten hoch. Trotzdem kann es im täglichen Betrieb zu Störungen kommen, aber dass es zum Stillstand der kompletten Anlage kommt, darf nicht vorkommen. Damit eine Verteilanlage ihre Soll-Leistung zuverlässig erbringen kann, dürfen sich Ausfälle – so die Anforderung im Lastenheft – nur kurzzeitig und auf ein vorab definiertes Anlagensegment auswirken.
Um die steigenden Kundenerwartungen in einem nach wie vor boomenden Paketmarkt zu erfüllen, beschritt ein Logistikdienstleister bei der Fertigerstellung eines neuen Paketverteilzentrums andere Wege: Neben der Kapazitätssteigerung waren Modularität kombiniert mit maximaler Verfügbarkeit wichtig. Das Paketverteilzentrum sollte ausfallsfrei funktionieren, eventuelle Erweiterungen und Anpassungen mussten kurzfristig entweder in der Wartungsschicht oder an Wochenenden möglich sein.
Beim Be- und Entladen der Pakete, Manövrieren der Teleskope oder Sortieren sind manuelle Eingriffe in die mit zahlreichen Antrieben bestückte Anlage unvermeidlich. Für das Bedienpersonal bestehen somit unterschiedlich hohe Risiken, weshalb Safety und Industrial Security untrennbare Bestandteile des Steuerungskonzeptes sind. Not-Halt Betätigungen oder automatische Abschaltungen führen bei älteren Anlagen zu großflächigen oder vollständigen Anlagenstillständen. Die Umsetzung zonaler Abschaltkonzepte war mit erheblichem technischem Aufwand verbunden, die im alltäglichen Betrieb zudem nicht die gewünschte Flexibilität boten.
Mit dem Automatisierungssystem PSS 4000 von Pilz lassen sich Automatisierungslösungen aufbauen, die gleichermaßen Automatisierungs- und Sicherheitsaufgaben abdecken und die für den Anwender dennoch sehr einfach zu handhaben sind. Es bietet Steuerungen in verschiedenen Leistungsklassen sowie diverse E/A-Module für die Peripherie. Die Steuerung PSSuniversal PLC und das dezentrale System PSSuniversal I/O lassen sich in bestehende Automatisierungsarchitekturen sowie an Fremdsteuerungen anschließen. Sie können dabei als SPS-Steuerung oder Peripheriesystem eingesetzt werden, jeweils für Sicherheit und Automation. Darüber hinaus stehen mit der Programmier-Software PAS4000 eine anwenderfreundliche Engineering-Software sowie mit PASvisu eine ergänzende Visualisierung zur Verfügung.
Hunderte Aktoren, Motoren und Not-Halt-Taster sicher überwacht
Im Verteilzentrum bestand eine der Aufgaben darin, entlang der kilometerlangen Sortier- und Förderstrecke die Signale von über 2.000 Antriebsmotoren und diversen Aktoren zu überwachen und rund 750 Not-Halt-Taster einzubinden. Das erstmals angewandte, flexibel und modular aufgebaute Zonenkonzept basiert auf den Komponenten des oben genannten Automatisierungssystems. Da es sich um ein Projektnetzwerk handelt, kommt es vollständig ohne Kopplermodule aus und erlaubt eine vergleichsweise einfache Teil-/Inbetriebnahme, Verifikation und Validierung.
Die zwölf im Feld verteilten Sicherheitssteuerungen (PLC-Module) sind über einen Lichtwellenleiter-Ring mit Switchen vernetzt. Die Anbindung der I/O-Konten erfolgt über Kupfer mit dem Echtzeit-Ethernet SafetyNET p, die Kopplung der SPS und Leitwarte zur Pilz-Sicherheitssteuerung über Profinet und OPC-UA. Vorteil der Ringtopologie auf Basis eines Lichtwellenleiters ist die geringe Anfälligkeit bei gleichzeitig hoher EMV-Verträglichkeit. Sämtliche Not-Halt-Taster sind über 105 IO-Module an die PLCs angebunden. Diese sammeln die Signale der Taster ein und fahren bei Betätigung den oder die Aktoren in den sicheren Halt. Gleichzeitig überwacht die Steuerung sicherheitsrelevante Antriebsmotoren: Registrieren diese eine unzulässige Geschwindigkeit, leiten sie umgehend das Abschalten des Motors ein.
Grundvoraussetzung für ein effizientes Sicherheitsmanagement ist die Entwicklung einer intelligenten und leistungsfähigen Zonenmatrix. Je nach Einsehbarkeit durch den Bediener sind das mal große, mal kleinere Teilbereiche, die man mit einem Not-Aus-Taster ansprechen möchte – eine der Herausforderungen beim Aufbau eines Zonenkonzepts.
Mit dem Engineering Tool PAS4000 lassen sich sinnvolle Abschaltbereiche flexibel definieren und einzelne Teilbereiche sukzessive in Betrieb nehmen. Selbst dann, wenn noch nicht alle Steuerungen und Module installiert sind. Bei konventionellen Lösungen steht bei der Inbetriebnahme in der Regel nur eine Checksumme zur Verfügung. Mit dem Automatisierungssystem PSS 4000 lassen sich nach Bedarf jederzeit flexibel Änderungen vornehmen, ohne im Anschluss jedes Mal das gesamte System neu validieren zu müssen.
Heute sortieren die Paketverteilzentren praktisch störungsfrei. Bei Ausfällen reduzieren sich die Stillstände einzelner Anlagenteile von vormals üblichen gut 30 min auf heute weniger als 10 min. Wenn Sicherheit als integraler Bestandteil der Gesamtfunktion von Maschinen und Anlagen gesehen wird, sind Automatisierungslösungen realisierbar, die den Anforderungen an Produktivität und Verfügbarkeit von Anlagen gerecht werden und gleichzeitig einfach und übersichtlich bleiben.
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