Die verlängerte Werkbank von der Schweiz über LKWs nach Deutschland verlangte nach einem neuen Logistikkonzept. Umgesetzt wurde es mit dezentraler Antriebstechnik und AS-Interface als Feldbus.MSF Vathauer
Die Ware sollte nach Vorgaben der Geberit-Gruppe nicht mehr im Werk Jona eingelagert werden, sondern im Sinne einer verlängerten Werkbank in LKWs verladen und ins deutsche Pfullendorf in ein Zentrallager transportiert werden. Der erste Schritt zur neuen Logistiklösung ist ein Fahrerloses Transportsystem, das die Paletten mit der Ware zweilagig auf einen Kettenförderer gibt. Die Transporteinheiten werden auf ihrem weiteren Weg in einem Entstapler vereinzelt und über einen Lift an eine, an der Hallendecke befestigte, Förderstrecke übergeben. Am Ende dieser Strecke gelangen die Transporteinheiten über einen Lift in einen an das Gebäude angebauten, tiefer liegenden horizontalen Förderkanal. Am Ende des Förderkanals werden die Paletten wieder zweilagig gestapelt. Ein Teil der Transporteinheiten gelangt auf direktem Weg über eine Kettenförderer-Strecke zu einem weiteren Stapel, um die Einheiten auf die maximale Höhe eines Aufliegers zu stapeln. Danach kommen sie zum Verladen auf LKWs in den Bereitstellungsraum. Der zweite Teil der Transporteinheiten wird in einem Puffer zwischengelagert, um bei Bedarf Lücken auffüllen zu können.
Einen Teil der Strecke legen die Paletten in diesem tiefer liegenden horizontalen Förderkanal zurück, der außerhalb des Gebäudes angebaut wurde.MSF Vathauer
AS-Interface spart Kabel und Zeit
Bereits während der Planung, die das Unternehmen Indumont seitens der Steuerungstechnik durchführte, haben der Antriebsspezialist MSF-Vathauer Antriebstechnik und das Unternehmen Referenz Technik (Vertriebspartner von MSF-Vathauer in der Schweiz) diese Phase operativ begleitet. Die komplette Förderanlage wurde mit dem Feldbus AS-Interface automatisiert. Drei modular aufgebaute Steuerschränke von 1,2 m Breite speisen auf die Gesamtanlage verteilt den AS-Interface-Bus und die komplette Leistung ein. Weiterhin werden drei AS-i-Safety-Einspeisungen von denselben Steuerschränken aus gemanagt. Insgesamt kommen rund 90 Drehstromgetriebemotoren in der Anlage zum Einsatz. Jeweils ein Motorstarter Mono-Switch Field Power steuert diese Getriebemotoren an. Des Weiteren werden bei den sogenannten Lifts (Hubgerüst), bei den Eckumsetzer und den Drehtellern die Motorstarter Duo-Switch Field Power eingesetzt. Bei diesen Anlagenteilen sind normaler Weise zwei Motoren nah beieinander gebaut, damit sich diese zwei Antriebe durch den Duo-Switch Field Power mit nur einem Motorstarter ansteuern lassen.
Durch das modulare Energiebussystem sowie die aufsteckbaren Motorstarter ergibt sich ein frei kombinierbarer Systembaukasten für Verbindungstechnik und Antriebstechnik.MSF Vathauer
Die ursprüngliche Planung sah vor, die Anlage mit rund 36 km Kabel in der klassischen Sternverdrahtung zu automatisieren. Durch die integrierte Motoranschaltungen sowie dem AS-i-Feldbus reichen 3 km Leitung aus: Das gesamte Logistikzentrum wurde mit einer Zwei-Leitungs-Lösung (AS-Interface und Energieeinspeisung) automatisiert. Die Sensoren werden ebenfalls mit standardisierten Kabeln direkt mit dem Motorstarter verdrahtet. Dies verringert die Anzahl der AS-i-Feldverteiler und die benötigte Installationszeit. „Durch die einfache und sehr schnelle Montage der Energieverteilung sowie die schnelle Installation aller Motoranschaltungen und Sensoren wurde die gesamte Installationszeit um 50 %, bei einigen Anlagenmodulen bis zu 70 % reduziert“, erläutert der Geschäftsführende Gesellschafter bei Indumont Roland Berthoud.
Der Frequenzumrichter lässt sich über die genormte Kommunikationsschnittstelle schnell und effizient parametrieren.MSF Vathauer
Motorstarter mit integriertem Energiebus
Ermöglicht wurde diese Einsaprung durch den Einsatz der dezentralen Motorstarter mit dem integrierten Energiebussystem Field Power. Mit dem modularen Energiebussystem Field Power sowie den auf die Field Power-Box aufsteckbaren Motorstartern steht ein frei kombinierbarer Systembaukasten für Verbindungstechnik und Antriebstechnik zur Verfügung. Die Energieverteilung wird motornah direkt in das Anlagenfeld montiert. Durch die patentierte Schneid-Klemmtechnologie lässt sich die Energieleitung an jeder beliebigen Stelle kontaktieren ohne die Leitung aufzutrennen. Wahlweise kann dann ein Motorstarter Mono- oder Duo-Switch Field Power, ein Sanftstarter Mono- oder Duo-Soft-Switch Field Power oder auch ein Frequenzumrichter Vector Field Power auf das Chassis der Energieverteilung aufgesteckt werden. Bei dem Frequenzumrichter steht durch die genormte Kommunikationsschnittstelle außerdem ein schneller und effizienter Zugang für die Parametrierung zur Verfügung. Somit lassen sich alle Antriebe an die Aufgabenstellung anpassen. Aufgrund der standardisierten Anschlüsse ist ein rückwirkungsfreies Austauschen der Komponenten möglich. Modular aufgebaut lassen sich Anlagenmodule auch noch in letzter Sekunde ändern oder erweitern. Sollten sich Produktionsabläufe und damit Logistikabläufe ändern, lässt sich das System schnell an zukünftige Aufgabenstellungen anpassen.
„Die stark verkürzten Installations- und Inbetriebnahmezeiten zahlten sich voll aus“, stellt Berthoud fest. Auch die Anlagenplanung konnte mit dieser integrierten und flexiblen Antriebslösung schneller erfolgen. Hierbei halfen unter anderem das Projektierungstool Netcalc und die Eplan-Makros, die für alle Produkte zur Verfügung standen.
Die Field Power Box mit Motorsteuerung ist in funktionsspezifischen Varianten erhältlich. Je nach gewählter Variante werden ein oder zwei Drehstrommotoren über vorkonfektionierte Leitungen an IEC-23570-konforme HQ-Steckverbinder angeschlossen. Die Ansteuerung erfolgt über steckbare M12-Anschlüsse für AS-Interface, Sensorik und ein Handbediengerät. Auf der Bedienseite angebrachte LEDs signalisieren die Betriebsbereitschaft, den AS-i-Status und eine Fehlermeldung bei überhöhter Motortemperatur oder Motorstrom.
Sollte es zu einer Störung im Maschinenfeld kommen, werden entsprechende Meldungen des Motorstarters oder des Frequenzumrichters zum einem über LEDs vor Ort angezeigt, zum anderen werden geräteinterne Meldungen an die Anlagensteuerung weitergeleitet. Im Instandhaltungs- oder Revisionsfall lassen sich Motorstarter oder Frequenzumrichter schnell von dem internen Energiebus (Power Box) trennen und austauschen. Mithilfe der standardisierten Steckverbinder und der geräteeinheitlichen Anschlussbelegung sorgt das System für eine hohe Anlagenverfügbarkeit und sicheren Anlagenbetrieb.
Marc Vathauer
Roland Berthoud
(mf)
