120 Motorrollen über eine IP-Adresse steuern
In automatisierten Lager- und Versandprozessen zählt nicht nur Tempo. Fördergüter müssen präzise gestoppt, gezielt ausgeschleust und kollisionsfrei transportiert werden. Motorisierte Förderrollen ermöglichen dafür flexible, modular aufgebaute Förderstrecken. Eine skalierbare Ethernet-Lösung vereinfacht deren Ansteuerung, bindet bis zu 120 Antriebe über eine einzige IP-Adresse ein und liefert umfassende Diagnosedaten für eine effiziente Anlagenüberwachung.
Ethernet wird in der Fördertechnik verwendet, wenn hohe Datenmengen schnell übertragen und Motorrollen differenziert angesteuert werden sollen. Die Kommunikationsanbindung kann Start- und Stoppbefehle übermitteln sowie Geschwindigkeiten, Drehrichtungen, Beschleunigungs- und Bremsrampen vorgeben. Zugleich können Diagnosedaten aus der Feldebene in die Steuerung gelangen.
Bei herkömmlichen Lösungen sind unter einer IP-Adresse meist nur wenige Motorrollen zusammengefasst. In großen Anlagen mit hunderten oder tausenden MDR gibt es dann eine Vielzahl einzelner Netzwerkteilnehmer mit entsprechend großem Aufwand für Planung, Einbindung, Konfiguration und Inbetriebnahme. In Ethernet/IP-Anwendungen verursacht jede eingebundene IP-Adresse direkte Kosten, und auch in Profinet-Umgebungen steigt mit der Komplexität der Aufwand.
Um sie zu reduzieren, wird im G20-Ethernet-System ausschließlich der Controller in die übergeordnete Steuerung eingebunden. Von ihm aus lassen sich bis zu vier Linien aufbauen, an denen jeweils bis zu 15 G20-Motormodule betrieben werden können. Jedes Modul stellt Anschlüsse für zwei Motorrollen und vier digitale IOs bereit. Bei einer maximalen Linienlänge von 50 m können bis zu 120 Motorrollen unter der IP-Adresse des Controllers zusammengefasst werden. Die Adressierung der angeschlossenen Module erfolgt automatisch.
Präzise Steuerung bis zur einzelnen Rolle
Weniger IP-Adressen bedeuten nicht weniger Funktionen auf der Feldebene: Der G20-Ethernet-Controller bildet die Schnittstelle zwischen der SPS und den Motorrollenmodulen. Über ihn kann die Steuerung für jede Motorrolle Geschwindigkeit, Drehrichtung und Rampen individuell festlegen. Der Controller unterstützt Profinet und Ethernet/IP, die Ausweitung auf Ethercat wird bereits vorbereitet.
Die Einzelsteuerung ist vor allem dort entscheidend, wo Fördergut positionsgenau bewegt oder selektiv weitergeleitet wird. An Kreuzungen, Schleusen, Lift-Bereichen und Ausschleusungen können zusätzliche Informationen wie Barcodes oder Paketgewichte in den Prozess einfließen. Für Anwendungen wie Ausschleusung oder präzise Positionierung bietet der Controller zusätzlich die Möglichkeit, einfache Logiken direkt im Modul auszuführen. Dies kann dezentral ohne direkte Feldbusanbindung erfolgen und ermöglicht Reaktionszeiten im untersten Millisekundenbereich.
Bedarfsgerechte Streckengestaltung
Nicht jeder Abschnitt einer Förderanlage benötigt die vollständige Steuerung jeder Rolle durch die SPS. Auf geraden Förderstrecken genügt es oft, das Fördergut mit festem Abstand und kollisionsfrei weiterzubewegen. Für solche Bereiche bietet das G20-Ethernet-System den ZPA-Modus (Zero Pressure Accumulation), bei der die Strecke in Zonen unterteilt wird. Ist die nachfolgende Zone belegt, hält das vorgelagerte Motormodul das Fördergut zurück.
Die Motormodule führen diese Logik eigenständig aus und entlasten damit die übergeordnete Steuerung. SPS-geführte Bereiche und dezentrale ZPA-Segmente lassen sich innerhalb einer Anlage kombinieren. Die Transparenz bleibt erhalten: Auch im ZPA-Betrieb übertragen die Module die Zustands- und Diagnosedaten von Motorrollen und IOs an die Steuerung. Die flexible Lösung erlaubt es, einfache Strecken autonom zu führen, während komplexere Abschnitte direkt von der SPS gesteuert werden.
Differenzierte Diagnosedaten
Wie in allen Bereichen der Automatisierung, werden zentral verfügbare Zustandsdaten auch in der Lagerfördertechnik immer wichtiger. Bei oft sehr kurzen Takt- und Lieferzeiten sind ungeplante Stillstände unbedingt zu vermeiden. Doch viele Motorrollen verfügen nur über eine analoge 0-10-V-Schnittstelle zur Geschwindigkeitsvorgabe. Häufig steht neben diesem einzelnen Fehlerbit keine weitere Information bereit.
Die G20-Module schaffen auch auf dieser Grundlage eine deutlich breitere Datenbasis: Sie erfassen Laufzeiten, Schaltzyklen, Temperaturwerte und den Strombedarf pro Motorrollenausgang. Ein langsam steigender Strombedarf kann auf Verschleiß, erhöhte Reibung oder Verschmutzung hindeuten. Wartungsmaßnahmen lassen sich rechtzeitig planen. Temperaturwerte ergänzen die Diagnose und machen thermische Belastung oder unerwünschte Reibung sichtbar. Bei definierten Grenzwerten können die Module Warnungen ausgeben.
Über REST API und OPC UA lassen sich die Daten auch für IIoT-Anwendungen nutzbar machen. Die Motorrollenansteuerung wird damit zugleich zur Informationsquelle für Instandhaltung, Anlagenverfügbarkeit und vorausschauende Wartung. Der integrierte Webserver unterstützt Inbetriebnahme und Diagnose direkt am System.
Tragschienenmontage und integrierte Leitungen
Die G20-Motorsteuermodule messen 135,5 x 54 x 27,5 mm und passen ins Seitenprofil der Tragschiene. Controller und Motorrollenmodule verfügen über die Schutzart IP67 und eignen sich damit auch für raue Umgebungen. Clip- und Schraubmontage bieten zusätzliche Flexibilität.
Bis auf das Flachkabel zur Spannungsversorgung sind die benötigten Leitungen für Sensoren und Motorrollen direkt am Modul integriert. Vorverkabelte Segmente können am Bestimmungsort durch das Einlegen des Flachkabels verbunden werden. Der werkzeuglose Einschwenkmechanismus mit Piercingtechnologie vereinfacht die Montage und verringert das Fehlerrisiko. Mehrfarbige LED zeigen Spannungsversorgung, Sensor- und Motorrollensignale sowie Motorfehler direkt am Modul an und erleichtern die Fehlersuche im laufenden Betrieb.
Die G20-Serie bietet verschiedene Schnittstellen für unterschiedliche Förderkonzepte. AS-Interface eignet sich für weitläufige Anlagen mit verteilten Motorrollen, wenn eine einfache und wirtschaftliche Anbindung im Vordergrund steht. IO-Link bietet mehr Datenbandbreite für anspruchsvollere Anwendungen, etwa bei hoher Rollendichte. Ethernet bietet große Vorteile, wenn viele Motorrollen mit hoher Datentransparenz und reduzierter IP-Struktur eingebunden werden sollen. Eigenständige ZPA-Module für staudrucklose Förderstrecken ergänzen das Portfolio.
Die G20-Module unterstützen die gängigen 24-V- und 48-V-Motorrollen und sind mit Produkten bekannter Motorrollenhersteller kompatibel. Damit eignet sich die Serie für neue Fördersegmente ebenso wie für die Modernisierung bestehender Anlagen. Mit dem G20-Ethernet-System verbindet Pepperl+Fuchs schlanke Netzwerkintegration, präzise Motorsteuerung, umfangreiche Diagnose und montagefreundliche Mechanik in einer skalierbaren Lösung für moderne Fördertechnik.
