Eine Publikation der Swissprofessionalmedia AG
Die Intralogistik setzt auf Wireless-Lösungen: Ausgabe 07-08/2018, 21.08.2018

Schaltgeräte funken im Netz

Wireless – nachdem sich Funkschaltgeräte in der Industrie gut etabliert haben, ist der nächste Entwicklungsschritt bereits vollzogen: Funknetzwerke ermöglichen die Integration vieler kabelloser Schaltgeräte und Sensoren in übergeordnete IT-Systeme. Hauptanwendungsbereich ist aktuell die Intralogistik.

Autor: Bruno Senn, Geschäftsführer der Carl Geisser AG

Mit einigem Zeitversatz zur Konsumgüterindustrie haben sich Funktechnologien auch im Maschinen- und Anlagenbau durchgesetzt. Der Verzicht aufs Kabel erleichtert zum Beispiel den Signalaustausch mit rotierenden Anlagenteilen. Ausserdem lassen sich die Funkschaltgeräte flexibler positionieren, die Installation vor allem in schlecht zugänglichen Bereichen ist deutlich einfacher, und man kann auch mobile Komponenten in den Informationsfluss integrieren.
Breites Programm an Funkschalt-
geräten von Steute
Für diese Aufgabe hat der Steute-Geschäftsbereich «Wireless» ein breites Programm an Funkschaltgeräten entwickelt, die bislang per Punkt-zu-Punkt-Verbindung mit einer zugehörigen (meist im bzw. am Schaltschrank montierten) Auswerteeinheit kommunizierten. Es stehen unterschiedliche Bauarten von Schaltgeräten, Sensoren und Befehlsgeräten zur Auswahl (z. B. Positionsschalter, Fussschalter, Magnet- und Induktivsensoren, Andon-Taster). Sie lassen sich wiederum nach dem Baukastensystem mit unterschiedlichen Funktechnologien ausstatten, die sich u. a. im Hinblick auf die Betriebsart (mit/ohne Quittierung, uni-/ bidirektional), die Anzahl der Übertragungskanäle, die Redundanz, die Aufwachzeit und die Reichweite unterscheiden. Ausserdem umfasst das Wireless-Programm neben batteriebetriebenen auch energieautarke Funkschaltgeräte.
Vor knapp zwei Jahren stellte Steute erstmals eine Netzwerklösung für Funkschaltgeräte vor. Access Points empfangen die Signale der einzelnen Schaltgeräte und geben sie an die IT-Infrastruktur des Anwenders weiter – zum Beispiel an ERP-, BDE- oder Lagerverwaltungssysteme (LVS).
Diese Lösung bietet den Vorteil, dass grössere Mengen an Funkschaltgeräten (bis zu 100 pro Access Point) mit überschaubarem Aufwand und vertretbaren Kosten in übergeordnete Informationssysteme eingebunden werden können. Dabei wird eine hohe Übertragungssicherheit gewährleistet, weil die Feldgeräte automatisch einen anderen Access Point adressieren, wenn die Übertragung an den ersten Access Point fehlgeschlagen ist. Als Endgeräte stehen verschiedene Bauarten von netzwerkfähigen Funkschaltgeräten und -sensoren zur Auswahl. Dazu gehören auch Bediengeräte für die Mensch–Maschine-Schnittstelle und Andon-Terminals.
Anwendungsbeispiele:
E-Kanban und FTS
Ein Beispiel für bereits realisierte Anwendungen des Funknetzwerks sind mobile E-Kanban-Regale. Netzwerkfähige Positions- oder Wippenschalter oder Funksensoren registrieren, wenn ein Behälter aus dem (mobilen) Regal entnommen wurde, und geben per Funk ein entsprechendes Signal an die Kanban-Steuerung, um die Nachschubversorgung anzustossen.
Ein anderes Beispiel ist das Erkennen von Behältern an den Übergabestationen von Fahrerlosen Transportsystemen (FTS). Bei den Weasel-FTS von SSI Schäfer zum Beispiel sind diese Beladestationen jeweils mit einem netzwerkfähigen Funk-Positionsschalter ausgerüstet: Der Behälter betätigt den Rollenhebel des Schalters und fordert dadurch das FTS an. In einem weiteren aktuellen FTS-Projekt wird der extrem energiearme Betrieb der Steute-Funkschaltgeräte genutzt. Hier werden die im Standby-Modus befindlichen FTS per Funkschalter «aufgeweckt».
Neu: Sensor Bridge
verwaltet Funk-System
Vorteilhaft bei solchen Anwendungen ist die Tatsache, dass sich die neueste Generation der Technologie sWave.NET als «Out-of-the-box»-Lösung einsetzen, d.h. mit geringem Aufwand installieren und in Betrieb nehmen lässt. Die Access Points sind optional mit einem WLAN-Adapter ausgestattet. Sie lassen sich nicht nur an den Applikationsserver anbinden, sondern über ein Web-Portal auch direkt in das IP-Netz integrieren.
Die Schnittstelle zwischen der kundenspezifischen Anwendung und der sWave.NET-Hardware wird über eine Middle­ware geschaffen, die als «Sensor Bridge» das komplette Funk-System verwaltet. Sie verarbeitet sämtliche Nachrichten, die drahtlos von den Sensoren empfangen wurden und leitet sie an die dafür registrierten Anwendungen weiter. Dabei agiert sie auch als «Übersetzerin» zwischen verschiedenen Protokollen sowie als Verwaltungsebene des sWave.NET-Funknetzwerks – und schliesst die Lücke zwischen den hohen Sicherheitsanforderungen in der Fertigung und der vernetzten Welt der digitalen Dienste. Zugleich bietet diese Architektur den Vorteil, dass die Anwendersoftware keinerlei Verwaltungsaufgaben im sWave.NET-System übernehmen muss.
Über flexible Schnittstellen lässt sich die Sensor Bridge an diverse Applikationen wie E-Kanban und Andon anpassen. Sie kann dank Plug-and-play in jede Shop-Floor-Umgebung integriert werden und ist dabei auch in der Lage, mit älteren Schnittstellen umzugehen. Auch die Access Points lassen sich über deren Bedienoberfläche (Web-UI) einfach konfigurieren. Damit bleibt der Anwender flexibel, wenn zum Beispiel Änderungen der Produktions- bzw. Lagerumgebung vorgenommen werden.
Neu im Netzwerk:
Funksensor für E-Kanban
Die steigende Nachfrage nach Lösungen für E-Kanban-Systeme und auch der Kostendruck in diesem Markt haben Steute veranlasst, eigens für diese Anwendung ein spezielles Funkschaltgerät zu entwickeln: einen Funksensor mit gross dimensionierter Wippe als Betätigungselement. Deren Position wird von einem integrierten Lagesensor berührungslos erfasst. Der Neigungswinkel und die Schalthysterese, bei denen ein Signal ausgelöst wird, kann über die sWave.NET-Software online konfiguriert werden.
Über ein durchdacht konstruiertes Rastelement lässt sich der Lagesensor werkzeugfrei und mit wenigen Handgriffen an Rollenbahnen bzw. Regalen führender Hersteller montieren und fixieren. In den meisten Fällen wird der zweite Behälterstellplatz in einer Reihe über derartige Sensorik abgefragt. Alternativ sind auch mehrere Sensoren in Reihe hintereinander montierbar. So lässt sich eine «Füllstandmessung» im jeweiligen Stellplatz realisieren, die in der Praxis oft für sogenannte Schnellläufer-Artikel eingesetzt wird.
Ebenfalls auf Intralogistik-Anwendungen zielt der Andon-Taster. Mit ihm kann das Personal in Lager- und Kommissionierbereichen zum Beispiel Nachschub bestellen oder den nächsten Kommissionierauftrag anfordern und quittieren. Alternativ kann der Anwender hier auch netzwerkfähige Funk-Befehlsgeräte nutzen. So oder so: Die Einsatzmöglichkeiten von Funknetzwerken insbesondere in der Intralogistik sind vielfältig.

Carl Geisser AG
8500 Frauenfeld
Tel. 044 806 65 00
Fax 044 806 65 01
info@carlgeisser.ch, www.carlgeisser.ch

SINDEX: Halle 3.0, Stand C04

 



Funknetzwerke ermöglichen die Einbindung vieler Funkschaltgeräte in ein IT-System.
(Bild: Steute Schaltgeräte)