AS-i_NORD-Daifuku-UCS_dedownload - AS

Applikationsbericht AS-Interface
Well done – Material Handling by AS-i
AS-i Sicherheitsmonitore mit integriertem Muting ermöglichen wirtschaftliche
Sicherheitslösungen im Handlingbereich
Getriebebau NORD
in Bargteheide
Durch
die
überwachte
und
zeitlich
begrenzte
Unterdrückung
von
Schutzfunktionen lässt sich die Produktivität automatisierter Anlagen signifikant
erhöhen. Mit der von Leuze electronic für den AS-i Sicherheitsmonitor
entwickelten Muting-Technologie ist dies mit AS-Interface Safety at Work jetzt bis
Kategorie 4 gemäß EN 954-1 bzw. Pl e gemäß EN ISO 13849-1 problemlos
möglich. Dies zeigt sehr anschaulich eine Applikation bei Getriebebau NORD
(NORD DRIVESYSTEMS), die vom Systemhersteller Daifuku in Zusammenarbeit
mit UCS und Leuze electronic realisiert wurde.
Für die Umsetzung einer Sorting Transfer Vehicle (STV) Applikation bei Getriebebau
NORD entschied sich UCS gemeinsam mit dem Systemhersteller Daifuku zur
Realisierung des Sicherheitskreises auf Basis von AS-Interface. Ausschlaggebend
dafür war die von Leuze electronic im AS-i Sicherheitsmonitor integrierte MutingFunktion (siehe Kasten 1 „AS-i“, Kasten 2 „Getriebebau NORD“, Kasten 3 „Daifuku“,
Kasten 4 „UCS“, Kasten 5 „Leuze electronic“, Kasten 6 „Muting“). Christian Fornée,
Projektleiter und zuständig für die Softwareentwicklung bei UCS, sagt hierzu: „Wir
realisieren viele AS-i Anwendungen, zumeist in der Fördertechnik. Dort kommen immer
öfter frequenzgeregelte Motoren zum Einsatz. Hier ist AS-i die kostengünstigere und
funktional ausreichende Variante zu Profibus, weil oft nur zwei Geschwindigkeiten mit
Drehrichtungsumkehr gefordert sind.“
Seite 1 von 7
Systemaufbau
Die gesamte Applikation bei Getriebebau NORD umfasst fünf Not-Halt-Bereiche – drei
auf AS-i Safety at Work basierende Bereiche und zwei konventionelle Bereiche über
hartverdrahtete Signalgeber. Ein typischer Not-Halt-Bereich mit Muting bei Getriebebau
Nord beinhaltet:
•
2 x AS-i Sicherheitsmonitoren
•
9x Mehrstrahl-Sicherheits-Lichtschranken
•
9x Muting-Sensoren
•
3x AS-i Not-Halt-Taster
Jeder Not-Halt-Bereich wirkt auf seinen Arbeitsbereich und auf den STV-Loop.
Links und rechts vom Sicherheits-Lichtgitter befinden sich Stellplätze auf den
Ketten- und Rollenförderern. Der STV-Loop ist eingezäunt und kann zu
Servicezwecken nur durch eine hierfür vorgesehene Zugangstür betreten werden.
Dies wurde mit einem Schlüsselkonzept realisiert, so dass auch nach dem
Betreten des Gefahrenbereichs der Loop wieder unter Spannung versetzt werden
kann. Das gibt dem Service Mitarbeiter Gelegenheit, die Fahrzeuge im
Einrichtbetrieb zu verfahren.
Ablauf und Anforderungen
Auf den Rollenbahnen werden Euro-Paletten und Gitterboxen gefahren. Die STV
geben entsprechende Ladehilfsmittel (LHM) an die Fördertechnik ab. Aufgrund des
räumlich knapp bemessenen Anlagenaufbaus bestand die Hauptproblematik darin,
eine automatisierte Übergabe vom STV zur Fördertechnik über Muting-Bereiche
reibungslos umzusetzen.
Das LHM kommt vor dem Schutzzaun zum Stehen, denn es kann nicht gleich
einfahren, da sonst ein Stellplatz verloren gehen würde. Vor dem Schutzzaun ist
kaum Platz und das LHM stoppt erst 12 cm vor dem Schutzfeld des für die
Übergabebereichsüberwachung eingesetzten Sicherheits-Lichtgitters. Während
dieser Wartephase dürfen beide Muting-Sensoren (Lichtschranken) nicht bedämpft
sein, da es sonst bei der vorliegenden Muting-Betriebsart „Parallel-Muting“ zu
einem Muting-Fehler kommen würde. Deshalb müssen, bedingt durch den AS-i
Abfragezyklus, die Muting-Lichtschranken leicht versetzt angeordnet werden. Da
die LHM mit einer Geschwindigkeit von 0,5 m/s einfahren, muss auch beim
Passieren des Schutzfelds auf ein rechtzeitiges Einleiten der Muting-Sequenz
geachtet werden. Eine große Herausforderung hierbei war das versetzte Schalten
der Muting-Sensoren, da nicht alle LHM immer parallel zur Fördertechnik stehen.
Seite 2 von 7
AS-i Muting-Lösung im Detail
Nach vielen Testeinstellungen hat sich UCS entschieden, das parallele Muting über ein
Sensor- und ein Maschinensignal zu realisieren. Dadurch ist ein nicht parallel stehendes
LHM trotzdem in der Lage, das Schutzgitter zu passieren. Christian Fornée sagt zum
prinzipiellen Aufbau: „AS-i Safety kam hier zum ersten Mal zum Einsatz. Wir haben uns
hierfür entschieden, da wir 20 Mehrstahl-Sicherheits-Lichtschranken zur Überwachung
der Übergabebereiche und acht Not-Halt-Taster über den sicheren AS-i Bus auswerten.
Die Sicherheitssensoren mit AS-i Anschaltung sind eine sehr günstige Lösung, wenn man
die Muting-Funktionalität in den AS-i Sicherheitsmonitor verlegt. Dann bleibt der
Verdrahtungsaufwand sehr gering gegenüber einer konventionellen Verdrahtung.“
UCS hat mit Leuze electronic einen kompetenten Partner an seiner Seite, der für die
beschriebene Muting-Applikation mit dem AS-i Sicherheitsmonitor ASM die genau
passende Lösung liefern kann (siehe Kasten 7 „ASM“). Denn die SicherheitsmonitorVarianten ASM1E-m und ASM2E-m sind mit wählbaren Muting-Funktionen ausgestattet.
Damit ermöglichen sie auf AS-i Basis die zeitlich überwachte Überbrückung der
Schutzeinrichtung während des Materialtransports ohne Prozessunterbrechung. Die
komplette Muting-Parametrierung erfolgt einfach und schnell über die Konfigurations- und
Diagnosesoftware asimon (siehe Kasten 8 „asimon“).
Kostengünstig bis Sicherheitskategorie 4
Die Integration der Muting-Funktion in den AS-i Sicherheitsmonitor ergibt eine besonders
kostengünstige und flexible Automatisierungslösung durch AS-Interface, da die für die
Muting-Auswertung
Sicherheitssensor
benötigte
direkt
über
Sensor-Peripherie
AS-Interface
der
Anlage
abgefragt
und
aus
Muting-
durch
den
und
AS-i
Sicherheitsmonitor ausgewertet werden kann.
Der hauptsächliche Kostenvorteil liegt hierbei in der möglichen Realisierung von
mehreren Muting-Bereichen mit nur einem AS-i Sicherheitsmonitor. Bislang war hierfür
die Muting-Funktion in jedem Sicherheitssensor selbst oder pro Muting-Bereich jeweils
ein eigener Muting-Controller als Schaltschrankeinbaugerät notwendig.
Zudem
bietet
Leuze
electronic
zur
Zugangssicherung
Mehrstrahl-Sicherheits-
Lichtschranken mit integrierter AS-i Schnittstelle und M12-Anschluss sowie sichere
elektronische AS-i Eingangsmodule zum Anschluss von kostengünstigen SicherheitsLichtvorhängen
an.
Die
Muting-Sensoren
Eingangsslaves
in
das
AS-i
Netz
werden
eingebunden.
einfach
Die
über
Standard-AS-i
Mehrstrahl-Sicherheits-
Lichtschranken mit integrierter AS-i Schnittstelle können direkt an das AS-i Kabel
angeschlossen werden. Das reduziert den Verkabelungsaufwand erheblich.
Seite 3 von 7
Ergebnis
Mit UCS und Leuze electronic an der Seite konnte Daifuku für Getriebebau Nord eine
maßgeschneiderte Muting-Lösung basierend auf AS-i realisieren. Alle Antriebe in der
Applikation bei Getriebebau Nord sind mit hauseigenen Getriebemotoren mit
dezentraler Umrichtertechnik (SK 200E) mit AS-i Anschaltung ausgestattet. Damit hat
man eine sehr wirtschaftliche Lösung realisiert. Die gute Zusammenarbeit mit Leuze
electronic hat dazu geführt, dass das gesamte Projekt schnell, wirtschaftlich und
reibungslos abgewickelt werden konnte.
Textmodule
Kasten 1: AS-i
AS-Interface gibt es seit Beginn der neunziger Jahre. Das Konzept hat sich als einer der wenigen Standards
durchgesetzt. Heute ist AS-Interface marktführend in der Sensor-/Aktuator-Ebene und zahlreiche
Automatisierer nutzen das System zur Optimierung ihrer Verdrahtungsaufgaben. Kosteneinsparungen von
über 30 % sind dabei keine Seltenheit. Die Erfolgszahlen sprechen eine eindeutige Sprache: mehr als 16
Millionen AS-Interface Knoten im Einsatz, mehr als 1500 zertifizierte Produkte sind verfügbar, mehr als 300
Mitglieder unterstützen das System. Es ergibt sich ein Jahresumsatz bei AS-Interface Produkten von etwa
300 Millionen Euro.
1991 wurde die erste Spezifikation von AS-Interface verabschiedet. Seitdem erschließt das System mit
unveränderter Innovationskraft immer wieder neue Anwendungsbereiche. Nachdem AS-Interface mit der
Safety at Work Technologie einer der treibenden Wegbereiter für sicherheitsgerichtete Bussysteme überhaupt
war, bildet es heute das Rückgrat der modernen Sensor-/Aktuator-Kommunikation.
Das AS-Interface System zeichnet sich durch die einfache Anwendung und seine Offenheit aus. In der
Sensor-/Aktuator-Ebene ist die Offenheit besonders wichtig, denn nur dann kann erfolgreich mit der Vielfalt
der Systeme in der Steuerungs-Ebene kommuniziert werden. AS-Interface bietet heute Gateways zu allen
wesentlichen Hostsystemen. Die Kompatibilität, die AS-Interface auszeichnet, basiert auf der AS-Interface
Zertifizierung. Das AS-Interface Zertifikat bestätigt die Übereinstimmung mit der AS-Interface Spezifikation.
Das Zertifizierungszeichen auf den Produkten bestätigt die Einhaltung des AS-Interface Standards. ASInterface hat damit eine durchgängige Systemqualität erreicht, die nicht an einzelne Herstellern gebunden ist.
((Ende Kasten))
Kasten 2: Getriebebau NORD
NORD DRIVESYSTEMS mit dem Hauptsitz in Bargteheide bei Hamburg zählt weltweit zu den
Branchenführern in der Antriebstechnik und beschäftigt sich seit langem mit AS-Interface. Zum einen stellt
das Unternehmen Getriebemotoren und Frequenzumrichter mit Onboard-AS-i-Technik her. Zum anderen
nutzt man bei NORD DRIVESYSTEMS selbst die Vorteile von AS-Interface in den eigenen Fertigungs- und
Logistikbereichen. Für das Handling der Antriebsprodukte setzt man bei NORD heute ein System von Daifuku
ein. Beispielsweise kommt für den Transport von Paletten das so genannte Sorting Transfer Vehicle (STV)
von Daifuku zum Einsatz, da dieses System einen wesentlich höheren Palettendurchsatz gewährleistet als
herkömmliche Palettenförderanlagen.
NORD wurde 1965 gegründet und verzeichnet inzwischen einen Gruppenumsatz von ca. 264 Millionen Euro.
Der erfolgreiche Aufstieg in die kleine Spitzengruppe der führenden Hersteller auf dem Antriebssektor gründet
sich vor allem auf der ausgeprägten Kundenorientierung. Neben dem Hauptsitz in Bargteheide bei Hamburg
ist man in über 60 Ländern der Welt vertreten. Mehr als 2.400 Mitarbeiter der Unternehmensgruppe sorgen
mit 35 eigenen Tochterunternehmen für minimale Lieferzeiten und maximale Serviceleistungen in jedem
Winkel dieser Erde. Die Produkte von NORD DRIVESYSTEMS kombinieren kompakte Mechanik mit
intelligenter Elektronik. Ob hochwertige Getriebe und Getriebemotoren, Frequenzumrichter, Servoregler oder
Peripherietechnik - man entwickelt, produziert und vertreibet das komplette Programm mechanischer und
elektronischer Antriebskomponenten. ((Ende Kasten))
Seite 4 von 7
Kasten 3: Daifuku
1937 gegründet, beschäftigt das Unternehmen heute mehr als 5.400 Mitarbeiter und realisiert ein jährliches
Geschäftsvolumen von circa 1,6 Milliarden Euro. Als einer der international führenden Anbieter von Material-HandlingSystemen beläuft sich der Anteil am Weltmarkt auf circa 20 Prozent; in Japan und Spanien liegt der Marktanteil bei 50
Prozent oder mehr. Neben drei hochmodernen Produktionsstandorten in Japan besitzt die Unternehmensgruppe
weitere Fertigungsstandorte in Malaysia und in den USA. Selbstständige Niederlassungen in Großbritannien und
Deutschland (Mönchengladbach) sowie Vertragspartner in Spanien, Portugal und Skandinavien sind ebenfalls Teil der
Unternehmensgruppe. Weltweit sind derzeit über 28.000 Regalbediengeräte und mehr als 3.000 Sorting Transfer
Vehicle, kurz STV, im Einsatz. Zu den Referenzkunden gehören unter anderem ICA, Netto, SuperGros, Canon,
Samsung, DeLaval, Levi Strauss, Lever Fabergé, Nissin, IBM und Opel. Weitere Informationen zu DAIFUKU Europe
Ltd. unter www.DAIFUKUeurope.com. ((Ende Kasten))
Kasten 4: UCS
Die U.C.S. Industrieelektronik GmbH, auch einfach UCS genannt, zählt mittlerweile zu den führenden
Automatisierungsspezialisten. UCS in Wedel bietet leistungsstarke, hochverfügbare SPS-Systeme für Ablaufsteuerung
und Prozessvisualisierung sowie Leitsysteme. Das Unternehmen entwickelt innovative, maßgeschneiderte Lösungen
und vernetzt Anlagen über alle gängigen Bus- und Netzwerksysteme. Dabei hat sich das Unternehmen die Flexibilität
und Kundennähe eines Mittelständlers bewahrt. UCS unterstützt seine Kunden mit individuellen Systemlösungen für die
unterschiedlichsten Anwendungsbereiche, beispielsweise mit automatischen Steuerungssystemen, die leicht zu
handhaben sowie sicher und zuverlässig in der Anwendung sind. Das Unternehmen in Wedel rüstet zudem vorhandene
Anlagen um und modernisiert sie, ohne den Prozess- und Produktionsablauf zu stören. ((Ende Kasten))
Kasten 5: Leuze electronic
Das umfangreiche Sensorik-Produktprogramm von Leuze electronic aus Owen/Teck wird weltweit in der
Automobilindustrie, der Förder-/Lagertechnik und der Verpackungstechnik genauso eingesetzt wie in Druckmaschinen
oder in der Analysetechnik. Dazu zählen technologisch richtungweisende Identifikations-, Datenübertragungs- und
Bildverarbeitungssysteme, die mittlerweile aus den automatischen Abläufen in Industrie und Logistik nicht mehr
wegzudenken sind. Optoelektronische Schutzeinrichtungen für Arbeitssicherheit und industrielle Automation runden das
Lösungsspektrum ab. ((Ende Kasten))
Kasten 6: Muting
In zahlreichen sicherheitsrelevanten Automatisierungsapplikationen mit optoelektronischen Sensoren wird heutzutage
die Funktion Muting angewandt. Muting bedeutet die bestimmungsgemäße und zeitlich begrenzte Unterdrückung der
Schutzfunktion einer vertikal angebrachten optoelektronischen Schutzeinrichtung, ohne dass ein Abschaltsignal erzeugt
wird. Muting wird dabei immer durch mindestens 2 Muting-Sensorsignale eingeleitet, z.B. durch den Einsatz von
Funktions-Lichtschranken. Der Vorteil für den Anwender liegt auf der Hand: durch Muting wird eine direkte
Verbesserung des Automatisierungs-Prozesses erreicht, indem der Transport z. B. von Paletten in oder aus dem
Gefahrenbereich ohne Unterbrechung des Materialflusses und bei Gewährleistung des Personenschutzes schneller
erfolgen kann. Dadurch ergibt sich fast zwangsläufig eine Erhöhung der Bearbeitungstaktrate. ((Ende Kasten))
Kasten 7: ASM
Mit dem Leuze electronic Sicherheitsmonitor ASM lassen sich sicherheitsgerichtete AS-i Aktoren als Aktorgruppe
überwachen und sicher stillsetzen. Besonders wirtschaftlich ist die direkte Kopplung mit einem zweiten AS-i Netz für
bereichsübergreifende Not-Halt Applikationen. Alle Leuze electronic Sicherheitsmonitore erfüllen Kategorie 4 und
Performance Level PL e gemäß EN ISO 13849-1 sowie SIL 3 gemäß IEC/EN 61508. Sowohl der ASM1E-m als auch
der ASM2E-m sind mit wählbaren Muting-Funktionen (2-Sensor parallel, 4-Sensor sequentiell) ausgestattet. Damit
ermöglichen sie auf AS-i Basis die zeitlich überwachte Überbrückung der Schutzeinrichtung während des
Materialtransports ohne Prozessunterbrechung. Mit nur einem AS-i Sicherheitsmonitor sind mehrere Muting-Bereiche
realisierbar. Die komplette Muting-Parametrierung erfolgt einfach und schnell über die Konfigurations- und
Diagnosesoftware asimon. ((Ende Kasten))
Kasten 8: asimon
Der Sicherheitsmonitor verfügt über eine RS232-Diagnoseschnittstelle für die PC-gestützte Konfiguration und Diagnose.
Logische Verknüpfungen lassen sich durch die grafische Bedieneroberfläche der Windows® basierten Software einfach
erstellen. Der Anwender kann Sicherheitssensoren und Befehlsgeräte per Mausklick kombinieren und verschiedenen
Freigabekreisen zum Abschalten der gefahrbringenden Bewegung zuordnen. Je nach Gerätevariante stehen bis zu
zwei abhängige oder unabhängige Freigabekreise mit konfigurierbarer Schützkontrolle zur Verfügung.
Die asimon Bausteinebibliothek enthält sogenannte Funktionsbausteine. Mit den Funktionsbausteinen „Muting“ und
„Muting-Start“ kann eine Muting-Applikation sehr einfach per Drag & Drop konfiguriert werden. Auch Änderungen der
Muting-Parameter können schnell erfolgen. Mit dem Funktionsbaustein „Muting“ werden verschiedene ApplikationsModi ausgewählt bzw. parametriert. Mit dem Baustein „Muting-Start“ wird der Freifahrmodus des Transportguts aus
dem Muting-Bereich realisiert: Falls z. B. eine Palette aufgrund einer Unterbrechung der AnlagenVersorgungsspannung im Muting-Bereich festsitzt, kann per Befehl durch eine sogenannte Muting-Restart-Taste die
Palette kontrolliert aus dem Bereich herausbefördert werden. Für diese Funktion kann sowohl ein Funktionstaster durch
die Konfiguration eines Standard AS-i Slaves oder ein sicherheitsgerichteter Schlüsselschalter ausgewählt werden. Der
Baustein wird dabei direkt an den Muting-Baustein angedockt. ((Ende Kasten))
Seite 5 von 7
Bildauswahl
Christian Fornée von UCS ist begeistert von der AS-i Lösung
Übergabestationen im Überblick mit STV und LHM
Sicherheits-Sensoren mit integrierter AS-i Schnittstelle
Übergabe von Gitterboxen
Seite 6 von 7
Übergabe von Euro-Paletten
AS-i Sicherheitsmonitor steuert das Muting
Einfache Muting-Konfiguration mit asimon Software
Presseanfragen
Leuze electronic GmbH + Co. KG
Matthias May, Tel. +49 8141 5350-123
[email protected], www.leuze.com
Seite 7 von 7