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Funkschaltgeräte

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Flexibilität für Intralogistik

Text: Andreas Schenk, Steute
In Industrie4.0-Konzepten spielt die Signalübertragung per Funk eine wichtige Rolle. Das gilt auch und gerade in Anlagen, die in der (Intra-)Logistik zum Einsatz kommen, denn hier ist die Flexibilität besonders wichtig. Moderne Funkschaltgeräte helfen bei der Realisierung.

Welchen Inhalt hat Packstück X? Wie viele Produkte vom Typ Y sind in Behälter Z? An welchem Arbeitsplatz ist Nachschub erforderlich, wo zeichnen sich Engpässe ab, und wo genau befinden sich die versendeten beziehungsweise die erwarteten Sendungen? Diese Fragen treten typischerweise tagtäglich in jedem Industriebetrieb und in jeder Logistikkette auf – und sie können einfach beantwortet werden. Die Logistik-Unternehmen nutzen weltumspannendes Tracking & Tracing, Barcode-Scanner und QR-Code-Leser sind im Lager und in der Kommissionierung allgegenwärtig und zunehmend werden Paletten und Pakete mit RFID-Tags gekennzeichnet und identifiziert.

Logistik der Zukunft

Wenn man diese Entwicklung weiterdenkt und dabei die zurzeit viel diskutierten Konzepte von Industrie 4.0 und Internet der Dinge berücksichtigt, kommt dem Thema kabellose Signalübertragung große Bedeutung zu. Denn ein Produkt, ein Packstück oder ein Behälter lässt sich auf dem Weg von Ort zu Ort oder, im Betrieb, vom Lager zur Maschine am besten per Funk verfolgen. Sofern es dabei um die reine Identifikation geht, scheint sich die RFID-Technik durchzusetzen. Anders sieht es aus, wenn man die M2M-Kommunikation betrachtet. Hier – bei der Signalübertragung zwischen Sensor, Aktor und Steuerung – dominiert noch die leitungsgebundene Kommunikation, häufig per Bus-Technik.

Praxisbeispiel: Wireless Kanban

Allerdings gibt es auch hier erste Ansätze für die kabellose Kommunikation. Ein Beispiel: Identytec hat ein E-Kanban-System mit der Bezeichnung ID.Shelf entwickelt, das eine selbsttätige Nachschubversorgung an Montage-Arbeitsplätzen gewährleistet. Sobald der Bediener eine Box oder ein Packstück aus einem Rollenbahnregal entnimmt, wird über eine Wippe ein Funkschalter betätigt. Auf diese Weise kann ein Bestellvorgang im übergeordneten ERP-System ausgelöst werden. Wenn es sich um besonders leichtes Lagergut handelt oder wenn die Regale so kompakt gebaut sind, dass eine Nachrüstung der Funk-Wippen nicht möglich ist, kommt als Alternative ein Funk-Lichttaster vom Typ RF 96 LT zur Anwendung, der den gleichen Funkstandard nutzt wie die elektromechanischen Funkschaltgeräte.

Die ersten Versionen dieses E-Kanban-Systems nutzten die von Steute entwickelte sWave-Technik in einer ihrer Standardversionen, bei der die drahtlose Kommunikation zwischen dem Schaltgerät und der dazugehörigen Auswerteeinheit im Schaltschrank aufgebaut wird. Die sWave-Plattform stellt diverse Ausprägungen dieser Technik bereit: mit unterschiedlichen Frequenzbereichen, uni- und bidirektional, sicherheitsgerichtet, für explosionsgefährdete Anwendungen, batteriegestützt und energieautark durch Energy Harvesting. Alle sWave-Systeme wurden für Industrie-Anwendungen entwickelt und erreichen selbst unter ungünstigen Umgebungsbedingungen eine gute Koexistenz mit anderen Funknetzen wie DECT-, WLAN- und PMR-Systemen.

Einbindung ins Kundennetz

Auf der SPS IPC Drives 2014 zeigte Steute erstmals einen Demonstrator mit einer entscheidenden Weiterentwicklung dieses Systems. Die Funkschaltgeräte sind hier mit einer Software-Schnittstelle ausgestattet, die eine direkte Einbindung in kundenspezifische Kommunikationsnetzwerke erlaubt. Das schafft die Voraussetzung für größtmögliche Freiheiten bei der Zuweisung von Funktionalitäten und der Bereitstellung von Funktionen.

Multitasking Funkschaltgeräte

Basis der Neuentwicklungen ist ein modulares System mit verschiedenen Bauformen und Typen von Schaltgeräten (darunter sind Positions-, Zug-, Fuß- und Seilzugschalter, Lichttaster und andere Sensoren, Bediengeräte und -systeme), das sich mit den erwähnten Funktechnik kombinieren lässt. Zu den neuen Funktionen dieses Programms gehört Listen-before-Talk: Sie ermöglicht es dem Schaltgerät, zunächst die Belegung der ausgewählten Frequenz zu prüfen, bevor das Signal abgesetzt wird. Die Herausforderung aus Entwicklungssicht bestand hier darin, diese bekannte Technik in energieautarke Low-energy-Systeme zu integrieren und die Energie bereitzustellen, die zum Hineinhören ins Funknetz benötigt wird.

Künftig Schaltgeräte mit IP-Adresse?

Nach Einschätzung von Steute werden Systeme wie das ID.Shelf künftig in unterschiedlichen Anwendungsbereichen zum Einsatz kommen. Welche übergeordnete Technik sich bei diesen und ähnlichen Systemen durchsetzt, wird die Praxis zeigen. Im Prinzip ist hier (fast) alles möglich – vom WLAN, und auf diesem Wege ins Internet, bis zu Schaltgeräten mit eigener IP-Adresse. Letztere Option entspricht am ehesten den Vorstellungen, die mit dem Internet der Dinge verbunden werden. Aus Unternehmen, die sich intensiv mit solchen Konzepten beschäftigen, ist aber zu hören, dass der Kostenaufwand hierfür, vor allem für die Bereitstellung und Wartung der Netze und Adressen, recht hoch sei. Daher werden sich wohl eher autarke und dezentrale Netzwerke durchsetzen, wie sie auch bei den E-Kanban-Systemen von Identytec zur Anwendung kommen.

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