Um Inbetriebnahmen zu beschleunigen und den Durchsatz in Intralogistikanlagen zu erhöhen, vertraut der Systemlösungsanbieter EAE Solutions auf dezentrale I/O- und Safety-Module eines Automatisierungsunternehmens in Mühlheim an der Ruhr. Gemeinsam erarbeitete man optimale Lösungen für die Anforderungen von EAE Solutions – unter anderem ein flexibel konfigurierbares Block-I/O-Modul oder das hybride Safety-I/O-Modul TBPN, das Standard- und sichere Ein-/Ausgänge in einem Gerät kombiniert und Sicherheit in direkter Nähe des Gefahrenbereichs steuert.

Hersteller von Förder- und Sortieranlagen für große Logistikzentren stehen vor der Herausforderung, Anlagen zu konstruieren, die immer höhere Geschwindigkeiten bieten und dabei maximal verfügbar sind. Denn die zentrale Forderung der Kunden ist ein optimaler Warendurchsatz. Um dies zu garantieren, müssen Artikel nach der Eingangserfassung schnellstmöglich kommissioniert, sortiert und in exakter Sequenz bereitgestellt werden, damit sie möglichst schnell versendet werden können. 

Die Optimierung dieser Prozesse ist die Kernkompetenz der EAE Solutions in Ahrensburg. Das Unternehmen entwickelt Steuerungslösungen für unterschiedliche Anwendungsszenarien in der Intralogistik. Die modulare Software-Plattform EAE Flow zur Steuerung von Förder- und Sortiersystemen ermöglicht es, das volle Potenzial bestehender, neuer oder nachgerüsteter Intralogistiksysteme zu nutzen. EAE Flow besteht aus den Modulen EAE Flow.Master, das Sortier- und Transportparameter importiert und den gesamten Materialfluss optimal steuert. Das Modul EAE Flow.Control übernimmt die Echtzeitsteuerung der elektromechanischen Ausrüstung. Es transportiert Güter auf der Grundlage der WCS-Informationen, I/O-Signale sowie Scan- und Bilddaten. Der EAE Flow.Commander visualisiert den Betriebsstatus der Systeme, Statistiken und Berichte. Die Scada-kompatible Benutzeroberfläche ist webbasiert und kann auf mehreren autorisierten (mobilen) Geräten aufgerufen werden.

Neben dem Engineering und der Entwicklung von Soft- und Hardware übernimmt EAE Solutions auch die Installation sowie die Inbetriebnahme. Um den Installationsaufwand so gering wie möglich zu halten und die Anlagen zugleich flexibel und kosteneffizient zu gestalten, setzt das Unternehmen auf dezentrale Automatisierungstechnik von Turck, vor allem Ethernet-I/O- und Safety-Module mit dezentraler Steuerungslogik und IO-Link.

 
I/O-Module mit schnellem Zählereingang 

Je nach Sortieraufgabe werden unterschiedliche Sortierlösungen eingesetzt, die EAE 
Solutions mit spezifisch optimierten Steuersystemen bedient: Neben dem Tray Sorter sind dies Lösungen für Pocket Sorter und Crossbelt Sorter sowie für die Fördertechnik. Im Pocket Sorter beispielsweise ist die punktgenaue Erfassung des Sortierguts Voraussetzung für exakt getaktete Prozesse. Der Fortschritt der Transportstrecke wird über die Zähne der Räder erfasst, die die Taschenbügel transportieren. Diese Zähne müssen schnell gezählt werden, um die exakten Positionen, beispielsweise zum Ausleiten von Transporttaschen, zu bestimmen. 

Doch die hohe Geschwindigkeit der Zähne macht das Einlesen für Standard-Steuerungen aufgrund der Zykluszeiten unmöglich. An dieser Stelle setzt Turcks IP67-Modul TBEN-S1 an: Das kompakte Multiprotokoll-I/O-Modul für Ethernet verfügt über acht digitale Eingänge. Der erste Eingang ist ein schneller Zähler – ein echtes Alleinstellungsmerkmal, ideal für den Einsatz im Pocket Sorter. Die schnell rotierenden Zähne werden als Impulse von einem Näherungsschalter erfasst und direkt dezentral vom TBEN-S gezählt, die Steuerung ruft die ermittelten Werte dann ab und kann so eine exakte Positionsbestimmung sicherstellen. 

Neuentwicklung auf Kundenwunsch: Modul mit vier universellen Kanälen

Die Steuerungstechnik für Förder- und Sortieranlagen erfordert, dass Signale schnell und an vielen Stellen in der Anlage eingelesen werden. Die Vielzahl der Sensorsignale verlangt eine hohe Zahl an eingesetzten Block-I/O-Modulen, sodass deren Preis eine größere Rolle spielt als in anderen Branchen und Applikationen. In der konkreten Anwendung im Pocket Sorter bedeutet das, dass ein Modul mit acht Eingängen an Stellen, wo nur drei oder vier Signale eingelesen werden müssen, keine wirtschaftliche Lösung darstellt. Auch Module mit vier Ein- und vier Ausgängen können den konkreten Signalbedarf nicht immer abbilden. 
Auf die Anregung von EAE Solutions hin hat Turck daher ein Modul mit vier universellen Kanälen entwickelt, die variabel als Ein- oder Ausgang genutzt werden können. Insgesamt lassen sich bis zu vier 3-Draht-PNP-Sensoren respektive vier PNP-DC-Aktoren anschließen. „Die Neuentwicklung von Turck kommt uns sehr entgegen“, so Stefan Püttmann, Produkt- und Projektmanager bei EAE, über das flexible Modul. „Damit können wir bei den vielen hunderten Modulen, die wir einsetzen, wirklich kosteneffiziente Lösungen anbieten.“

Schaltschranklose Sicherheits­steuerung nahe des Gefahrenbereichs

Den Kern von Turcks dezentraler IP67-Safety-Lösung bildet das hybride Safety-I/O-Modul TBPN, mit dem sich Sicherheitsfunktionen schaltschranklos und in unmittelbarer Nähe des Gefahrenbereichs steuern lassen. Diese dezentrale Signalverarbeitung erlaubt kürzere Zykluszeiten und ermöglicht so ein höheres Fördertempo der Anlage. Zudem bleiben die Sicherheitsfunktionen durch diese konsequent dezentrale Lösung in nicht betroffenen Teilbereichen der Anlage erhalten, falls einmal ein ungeplantes Ereignis wie ein Kabelbruch eintreten sollte. Das Profinet/ProfiSafe-Block-I/O-Modul vereint Turcks TBPN Safety- und Standard-I/Os sowie IO-Link. „Niemand sonst bot ein Safety-Block-I/O-Modul an, das Standard- und sichere Ein-/Ausgänge in einem Gerät kombiniert“, erinnert sich Stefan Püttmann. „Wir haben erkannt, dass wir auch die Standard-Eingänge des Moduls sowie IO-Link-Eingänge für Ampeln, Signale oder normale Sensoren nutzen können. So lasten wir das Modul bis zu 90 Prozent aus – mit allen Features, die es bietet.“

Autor
Kai Krüger, Vertriebsingenieur