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Intelligente Verteilung im Hochregal

Text: Thorsten Schroeder, Pepperl und Fuchs Fotos: Viastore Systems; Pepperl und Fuchs
Mit IO-Link sollen neue Zeiten für Sensoren und Aktoren anbrechen. Es winken einige Vorzüge: Von der einfachen Installation und Bedienung bis hin zu Diagnose- und Fernwartungsfunktionen. Das spart Kosten und erhöht die Anlagenverfügbarkeit.

In automatischen Hochregallagern können IO-Link-Schnittstellen in unterschiedlicher Weise genutzt werden. Zum Beispiel stellen so genannte Fach-Belegt-Kontrollen vor jedem Einlagerungsvorgang sicher, dass sich in den angefahrenen Lagerfächern nicht schon andere Objekte befinden. Der meist verbreitete Lösungsansatz ist heute die optische Detektion der Paletten mit Hilfe von Laser-Sensoren. Allerdings kommen oft doppelttiefe Regalsysteme zum Einsatz, die die berührungslose Kontrolle erschweren. So muss der Sensor die Paletten auch in doppelter Entfernung sicher erkennen und störsicher gegenüber Objekten oder Fahrzeugen im Nachbargang sein.

Diese Anforderungen erfüllen aktuell nur messende Sensoren, wie der Laserentfernungsmesser VDM28 mit Pulse Ranging Technology (PRT) von Pepperl und Fuchs. Der Sensor ist in der Lage, die Entfernung zum Ziel zu ermitteln und setzt entsprechend der konfigurierten Entfernungswerte im Betrieb die Schaltausgänge. Er liefert Auflösungen von 1 mm bei einer Wiederholgenauigkeit von 5 mm. Zum Einstellen der Schaltpunkte werden Bedien-, Einstell- und Anzeigeinstrumente benötigt, die solche Genauigkeiten bei Inbetriebnahme und Service-Arbeiten unterstützen. Da lokale Bedienelemente wie Drucktaster und Drehelemente für solche Anforderungen weniger geeignet sind, kommt die Kommunikation über IO-Link ins Spiel.

Betrieb des Sensors als Messgerät

Die Messwerte des Sensors lassen sich via IO-Link in Form eines Prozessdatums bis in die Steuerung des Regalbediengeräts übertragen. Diese Lösung ist flexibel und wartungsfreundlich, da die Entscheidung, wie auf einen Messwert zu reagieren ist, erst dort von dem Programm getroffen werden muss. Voraussetzung hierfür ist ein IO-Link-Master, an den man den Sensor anschließt und eine entsprechend Konfiguration der Geräte. Die dreipolige Standardverdrahtung zum Sensor bleibt unverändert.

Diese Art des Betriebes bietet den weiteren Vorteil, nach der Inbetriebnahme eine Datenfernübertragung zum Anlagenbauer bereitzustellen. Dies erlaubt eine Fernwartung und Ferndiagnose der Anlage auch über große Distanzen. Häufig endet der Fernzugriff jedoch bei den Teilnehmern der Feldbus-Ebene, wie Antrieben, lokalen Steuerungen, komplexen Sensoren und I/O-Modulen. Mit IO-Link-fähigen Sensoren und IO-Link Mastermodulen lassen sich jetzt alle verfügbaren Diagnoseinformationen aus Sensoren auslesen und so die Fehleranalyse direkt bis an die Maschinenphysik heranführen.

Betrieb des Sensors als Schalter

In dieser Variante benötigt die Anlage weder zusätzliche Automatisierungskomponenten, noch sind �?nderungen an der Installation notwendig. Am Sensor ist sowohl der Schaltpunkt als auch das Ausgangsverhalten des Sensors über IO-Link veränderbar.

Erforderlich ist dazu lediglich ein normaler Windows-Rechner, ein USB-IO-Link-Master sowie die nötigen Softwaretools. Den USB-Master schließt man an einen freien Port des Rechners an während der Sensor mit dem USB-Master verbunden wird. Ein zusätzliches Netzteil ist nicht erforderlich, da der Sensor die Spannungsversorgung für sich und den Master übernimmt. Über eine grafische Bedienoberfläche lässt sich die Applikation anschließend konfigurieren und Parametersätze abrufen, anpassen und abspeichern. In diesem Zusammenhang ist auch die Unterstützung zum Klonen kompletter Sensoreinstellungen erwähnenswert. Die Inbetriebnahme der zweiten Fahrzeugseite oder weiterer Lagergassen ist damit zügig und fehlerfrei möglich.

Überwachung ausdrücklich erwünscht

IO-Link ist nicht nur interessant für messende Sensoren. Auch für Sensoren, die nur eine Schaltfunktion als Prozessdatum liefern, kann IO-Link Mehrwerte zur Verfügung stellen. Lichttaster mit Hintergrundausblendung werden häufig zur Objekterkennung an Stellen eingesetzt, wo die Montage eines Reflektors nicht möglich oder zumindest schwierig ist. Die einzige Information, die solche Geräte liefern, ist das Vorhandensein eines Objektes innerhalb eines bestimmten Tastbereiches. Doch heute sind viele Geräte wie der Lichttaster der Serie RL31 mit Funktionen ausgerüstet, die weitere Informationen bereitstellen.

So kann es in erhöhter Umgebungstemperatur notwendig sein, die Betriebstemperatur von Sensoren zu überwachen. IO-Link stellt sicher, dass die Sensoren zur Objekterkennung stets im spezifizierten Bereich arbeiten.

IO-Link bietet Anwendungen der Intralogistik eine Reihe von Vorteilen. Neben den technischen Vorzügen birgt die in der IEC 61131-9 genormte Technik Potenzial für Kostenreduzierungen durch vereinfachte Installation und Inbetriebnahme, durchgängige Verwendung von dreipoligen Standardkabeln und eine erhöhte Anlagenverfügbarkeit.

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