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Funknetzwerke in Produktion und Intralogistik Funksensoren ersetzen Kabel

01.03.2018

Immer dann, wenn viele Funkschaltgeräte und -sensoren in übergeordnete IT-Systeme eingebunden werden sollen, sind Funknetzwerke erste Wahl. Zu den typischen Anwendungen gehören neben FTS-Flotten auch E-Kanban-Regale für die Nachschubversorgung, beispielsweise an Montage-Arbeitsplätzen. Ein neuer Funksensor wurde exakt für diesen Einsatzfall entwickelt.

Bei der industriellen Produktion, insbesondere bei der Kommunikation von Maschinen mit übergeordneten Informations- und Steuerungssystemen, stehen Netzwerke hoch im Kurs. Ein gutes Beispiel dafür ist der kabellose Signalaustausch zwischen Schaltgeräten und Sensoren und den zugehörigen Auswerteeinheiten. Für diese Aufgabe hat der Steute-Geschäftsbereich Wireless verschiedene Funkschaltgeräte entwickelt. Sie sollen die bisherigen Lösungen ersetzen, die per Punkt-zu-Punkt-Verbindung mit einer zugehörigen Auswerteeinheit kommuniziert haben, welche in den meisten Fällen im beziehungsweise am Schaltschrank montiert ist.

Funk ist bewährt

Die Funkschalter bewähren sich in vielen Anwendungsbereichen. Sie senden beispielsweise Positionssignale von rotierenden Maschinenelementen, überwachen die Ventilstellung an Gasverteilstationen, veranlassen das Öffnen von Rolltoren oder melden die Endstellung von Kranauslegern. Das Funksystem wurde im Hinblick auf Übertragungssicherheit an die Anforderungen in der industriellen Produktion entwickelt. Die Freifeldreichweite liegt bei bis zu 700 Metern. Im mobilen Maschineneinsatz sind es selbst unter ungünstigen Bedingungen, also unter Berücksichtigung möglicher Reflexionen an metallischen Teilen sowie Störungen durch andere Systeme, noch 50 Meter. Da nur kleine Datenpakete übertragen werden, ist der Energieverbrauch extrem gering.

Netzwerk statt Punkt-zu-Punkt-Verbindung

Vor knapp zwei Jahren stellte Steute Wireless 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 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.

Anwendungsbeispiel 1 – Fahrerlose Transportsysteme: Zu den Anwendungen des Funknetzwerks, die bereits realisiert wurden, gehört 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 Funkpositionsschalter ausgerüstet: Der Behälter betätigt den Rollenhebel des Schalters und fordert dadurch das FTS an. In einem anderen aktuellen FTS-Projekt wird der extrem energiearme Betrieb der Steute-Funkschaltgeräte genutzt. Hier werden die im Standby-Modus befindlichen FTS per Funkschalter aktiviert.

Anwendungsbeispiel 2 – E-Kanban-Regale: Mehrere Unternehmen haben ihre E-Kanban-Regale mit netzwerkfähigen Funkschaltern und -sensoren aus dem Steute-Programm ausgestattet. 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.

Funknetzwerk als Standardlösung

Vorteilhaft bei solchen Anwendungen ist die Tatsache, dass die neueste Generation von sWave.NET als Out-of-the-box-Lösung eingesetzt, das heißt mit geringem Aufwand installiert und in Betrieb genommen werden kann. 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 Treibersoftware geschaffen, die das komplette Funksystem verwaltet.

Der Anwender kann die Access Points über deren Bedienoberfläche (Web-UI) einfach konfigurieren und ist damit auch bei Anpassungen und Änderungen der Produktions- beziehungsweise Lagerumgebung flexibel.

Neu 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. Es handelt sich um 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 beziehungsweise Regalen führender Hersteller montieren und fixieren. In den meisten Fällen wird der zweite Behälterstellplatz in einer Reihe über derartige Sensorik abgefragt. Alternativ können auch mehrere Sensoren in Reihe hintereinander montiert werden. So lässt sich eine Art Füllstandmessung im jeweiligen Stellplatz realisieren, die in der Praxis oft für sogenannte Schnellläufer-Artikel eingesetzt wird.

Bildergalerie

  • Der Funksensor wurde für den Einsatz in intralogistischen Anlagen wie E-Kanban-Systemen entwickelt.

  • Bei Schnellläufern ermöglichen mehrere Funksensoren pro Reihe eine bedarfsgerechte Steuerung des Nachschubs.

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