Eine Publikation der Swissprofessionalmedia AG
Retrofit von Hubbalkengeräten in Briefzentren der Schweizerischen Post : Ausgabe 05/2018, 07.05.2018

Zukunftssichere Lösung

Vor kurzem hat der Automatisierungsspezialist Bürge-Fischer AG die Modernisierung von insgesamt 61 Hubbalken-Geräten in drei Briefpostzentren der Schweizerischen Post erfolgreich abgeschlossen. Die optisch-linearen Messsysteme OLM200 Profinet sorgen für das millimetergenaue Überwachen der Hubwerke.

Die Integration der Absolutmesssysteme in die Hubbalken des Briefpost-Pufferlagers war Teil eines umfangreichen steuerungstechnischen Retrofits. «Hierbei haben wir neue Antriebsregler eingebaut, jeden Hubbalken mit einer eigenen Steuerung ausgerüstet, den Materialflussrechner entfernt und die bisherigen Funktionalitäten des Materialflussrechners neu in den Hubbalkensteuerungen implementiert», beschreibt Balz Leuthard, Leiter Engineering & Projekte bei Bürge-Fischer in groben Zügen den Projektumfang. Das Unternehmen der Industrieautomation gilt seit mehr als 30 Jahren als Spezialist für wegweisende Lösungen in den Bereichen Intralogistik, Elektro- und Software-Engineering sowie Steuerungstechnik. Aus Erfahrung weiss man daher auch, wie wichtig in solchen Behälterlagern die Positioniergenauigkeit der Hubbalken und ihrer Hubwerke sein muss, um eine störungsfreie Performance und bestmögliche Verfügbarkeit zu erreichen. Um mechanische Folgeschäden zu vermeiden, wurde zu den positionierenden Servoantrieben ein redundantes, autonomes Messsystem zur Positionsüberwachung gefordert. «Wir haben uns nach eingehenden Tests für die absolut messenden OLM200 Profinet entschieden», blickt Balz Leuthard auf das Projekt zurück. «Entscheidend war neben der technisch besten Lösung auch, dass Sick bei der Inbetriebnahme und der Abnahme unterstützen konnte und im Ernstfall schnell mit einer eigenen Service-Abteilung zur Stelle sein kann.»

Positionsversatz von Hubbalken millimetergenau kontrollieren

Die Aufgabenstellung in Kürze: Um Probleme beim Einlagern von Behältern in die Regalfächer oder bei der Übernahme zum Abtransport zu vermeiden, muss der Aufnahmeschlitten präzise vor dem Lagerfach positioniert werden – mit einer Genauigkeit von 3 mm. «Bis zu diesem Wert nimmt die Steuerung einen automatischen Niveauausgleich der beiden Hubmotoren vor», erläutert Roland Odermatt, Application Engineer Logistics Automation bei der Sick AG in Stans. Jeder Hubbalken verfügt über zwei Hubwerke, welche mit je einem Servoantrieb und Zahnriemen synchron verfahren werden. Da die Servoantriebe mit den motorinternen Resolvern positionieren, soll die absolute Position des Hubbalkens, respektive der absolute Versatz der beiden Hubwerke zusätzlich überwacht werden.» Mit dem OLM200 Profinet konnte Roland Odermatt der Bürge-Fischer AG und der Schweizerischen Post ein Messsystem empfehlen, das den Positionsversatz der Hubwerke absolut misst, damit absolut sicher überwacht und dank Profinet auch in Echtzeit (2 ms) an die Hubbalken-Steuerung meldet.

Professionell positionieren mit OLM200 Profinet

Das optisch-lineare Messsystem OLM200 Profinet von Sick wird in der Intralogistik zur Positionierung mobiler Einheiten eingesetzt. Dabei nutzen die bildverarbeitenden Sensoren des Messsystems ein Barcode-Band entlang einer Förderschiene oder eines Hubbalkens zur Positionsbestimmung. Diese erfolgt beim OLM200 Profinet sehr genau – mit einer einstellbaren Auflösung von 0,1 mm und einer Reproduzierbarkeit von 0,15 mm. Dabei sind Verfahrgeschwindigkeiten bis zu 10 m/s möglich. Das Messverfahren bietet ein hohes Mass an Flexibilität: Sensor und Barcode-Band können wahlweise mobil an der Einheit mitfahrend oder ortsfest angebracht werden. Hinzu kommt, dass auch in Kurven und Steigungen oder vor Weichen eine zuverlässige Positionsbestimmung vorgenommen werden kann. «Neben seiner Genauigkeit bietet der OLM200 Profinet – u. a. mit seinem integrierten Dual Port mit Switch-Funktionalität – vielfältige Vorteile bei der steuerungstechnischen Einbindung in diese weit verbreitete Feldbustechnologie», ergänzt Patric Ryf, Software-Entwickler bei Bürge-Fischer.

Im Betrieb tasten die OLM200 Profinet laufend die Positions-Barcodes an den beiden Hubsäulen ab und messen so die absolute Position millimetergenau. Die SPS berechnet den Versatz des linken und rechten Hubwerkes. Wird der maximal zulässige Versatz von 30 mm überschritten, wird dem Antriebssystem über einen digitalen Ausgang die Reglerfreigabe entzogen, was zu einem sofortigen Not-Halt führt. Auf diese Weise werden mechanische Beschädigungen des Hubbalkens verhindert und daraus folgende Ausfälle vermieden.

Umbauphase im laufenden Betrieb

Retrofits wollen bestens geplant sein, vor allem dann, wenn der Anlagenbetrieb weiterläuft und Kunden – bzw. hier die Briefempfänger – weiter pünktlich beliefert werden sollen. Daher wurde im Briefzentrum Zürich-Mülligen einer der 24 Hubbalken als Pilot-Hubbalken zur Verfügung gestellt. Die Funktion des modernisierten Hubbalkens und der neuen Komponenten wurde zunächst vier Wochen im Parallelbetrieb zum Rest der Anlage beobachtet, überprüft und optimiert. Dies war dann der Master-Hubbalken für die restlichen 60 Einheiten hier und in den anderen Briefzentren. Nach dem erfolgreichen Probebetrieb wurden innerhalb von 18 Monaten sukzessive alle anderen Hubbalken umgebaut – jeweils immer nur zwei gleichzeitig, damit die Kapazität und Verfügbarkeit der Briefverteilzentren nicht merklich beeinträchtigt wurde. Für die Betreuung der Anlage im laufenden Betrieb hat Bürge-Fischer Mitarbeiter der Briefzentren geschult und bietet zudem einen 2nd Level Support in Form eines definierten Fernwartungsumfangs. «Hierbei können wir dank Profinet-Anbindung auch den Status der OLM200 abrufen, Wartungserfordernisse erkennen und so die Verfügbarkeit der Anlage optimieren», erläutert Balz Leuthard.

Ob durch seine präzise, absolute Positionierung oder seine Integrationsfähigkeit in Profinet-Umgebungen – der OLM200 Profinet ist in jeder Hinsicht eine zukunftssichere Lösung.


Info
Sick AG
6370 Stans
Tel. 041 619 29 39
Fax 041 619 29 21
contact@sick.ch
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Die bildverarbeitenden Sensoren des OLM200 Profinet nutzen das Barcode-Band entlang des Hubbalkens zur Positionsbestimmung. (Bilder: Sick AG)


Die Positionsbestimmung erfolgt beim OLM200 Profinet sehr genau – mit einer einstellbaren Auflösung von 0,1 mm und einer Reproduzier­barkeit von 0,15 mm.