Ein im Doppelboden verlegter Schaltkasten beherbergt das I/O-System des Check-in-Schalters.

Ein im Doppelboden verlegter Schaltkasten beherbergt das I/O-System des Check-in-Schalters.Siemens

Der Projektauftrag

Der Check-in-Schalter ist für den Reisenden meist die erste Anlaufstelle im Flughafen. Hier werden im Stoßbetrieb die Beförderungsberechtigung geprüft, die Bordkarte ausgestellt und das Gepäck angenommen. Das Check-in-Personal muss sich dabei auf eine zuverlässig arbeitende Automatisierungstechnik verlassen können.

Ein Check-in-Schalter besteht aus einem Service-Pult mit einer Bedientafel für die Steuerung der Waage und des Gepäckbandes. Nachdem der Passagier sein Gepäck auf das Einschleusband gestellt hat, wird es gewogen, datentechnisch erfasst und anschließend mit einem Label versehen. Der Service-Mitarbeiter startet über die Bedientafel das Einschleusband. Das Gepäckstück wird dann in das zentrale Gepäck-Förderband eingeschleust, das alle Einschleusbänder der Check-in-Schalter verbindet. Von dort geht es weiter in Richtung Zielflugzeug.

Im SPS-Programm der Gepäck-Fördertechnik steckt die Erfahrung des Automatisierungsspezialisten BKV-Automation aus Falkensee. Denn das Steuerungsprogramm muss auch dann zuverlässig arbeiten, wenn an irgendeiner Stelle Gepäckstücke manuell eingebracht werden, ohne dass es dabei an den folgenden Weichen zu Kollisionen und damit zum Gepäckstau kommen darf. Die Kommunikation zwischen der zentral angeordneten Anlagensteuerung und den I/O-Systemen erfolgt über Profinet.

Die Projektdurchführung

Ein im Doppelboden verlegter Schaltkasten beherbergt das I/O-System des Check-in-Schalters. Die Wahl fiel hierbei auf das kompakte, skalierbare Peripheriesystem Simatic ET 200SP. Dirk Vollbrecht, einer der Geschäftsführer bei BKV-Automation begründet: „ Mit 16-kanaligen digitalen Eingangs- und Ausgangsmodulen benötigten wir nur noch die halbe Baubreite wie bisher. Selbst für die notwendige Trennung der Versorgungslastgruppen der digitalen Ein- und Ausgänge braucht das neue System keine zusätzlichen Einspeisemodule. Das spart Platz und Lagerteile.“

Das I/O-System lässt sich in flache Klemmenkästen mit 80 mm Tiefe einbauen – eine wesentliche Voraussetzung, um den Klemmenkasten im Doppelboden platzieren zu können. Trotz der Kompaktheit bleibt die Benutzerfreundlichkeit nicht auf der Strecke. Der Aufbau in stehender Verdrahtung ermöglicht im Fehlerfall ein schnelles Austauschen der Module, ohne Einfluss auf die Verdrahtung. Und auch im unwahrscheinlichen Fall einer Zerstörung einer Klemme, lässt sich die Klemmenbox einfach herausnehmen und durch eine neue ersetzen. Alle diese Servicearbeiten lassen sich auch im laufenden Betrieb und unter Spannung durchführen, während die verbleibenden Module stoßfrei weiterarbeiten.

Die Verdrahtung des skalierbaren Peripheriesystems benötigt 64 % weniger Fläche als bisherige Klemmen.

Die Verdrahtung des skalierbaren Peripheriesystems benötigt 64 % weniger Fläche als bisherige Klemmen.Siemens

Durch die Kanalzahl-Verdoppelung je Modul halbiert sich die Stationsbreite, gleichzeitig verdoppelt sich aber auch der Bedarf an Prozessklemmen zum Anschluss der Sensoren und Aktoren. Das I/O-System bietet eine Klemmentechnologie, die einfach zu bedienen ist und nur wenig Platz beansprucht. Während bei konventionellen I/O-Systemen die Einführungsöffnungen für das Werkzeug und den Leiter meist abwechselnd untereinander angeordnet sind, wählten die Ingenieure hier eine spaltenweise Anordnung, wodurch sich eine Fläche von 64 % einsparen lässt. Es lassen sich aber weiterhin Leiterquerschnitte bis zu 2,5 m2 anschließen. Trotz der daraus resultierenden großen Leiterdichte, ließ sich die Zugänglichkeit durch die spaltenweise Anordnung steigern, da die einzelnen Leiter nicht mehr die Federöffner verdecken. Eine aussagekräftige Beschriftung inklusive Anschlussplan unterstützt die Übersichtlichkeit zusätzlich. Als Ergänzung ist je Modul frontseitig ein 2D-Matrix-Code aufgebracht, in dem weiteren Informationen (Bestell- und Seriennummer) hinterlegt sind. Über eine Service-App lassen sich so auch weitere Daten (Handbuch, Firmware) des jeweiligen Moduls direkt abrufen.

Die neu konstruierten Push-in-Klemmen ermöglichen eine schnelle Verdrahtung mit geringem Kraftaufwand und ermöglichen zusammen mit Aderendhülsen auch eine einhändige, werkzeuglose Verdrahtung. Gegenüber herkömmlichen Käfigzugfedern verfügen die Push-in-Klemmen über höhere Leiterauszugskräfte und verbinden die Klemmen somit zuverlässig. „Die Verdrahtung der Simatic ET 200SP musste auf der Baustelle in nicht gerade ergonomischer Haltung vorgenommen werden“, berichtet Vollbrecht. „Aufgrund der gut gekennzeichneten Komponenten und der einfach zu bedienenden Klemmen“, so der Geschäftsführer weiter, „ließ sich die Arbeit jedoch sehr schnell und ohne Fehler erledigen.“ Bereits die hier eingesetzten Module der Funktionsklasse ‚Standard‘ enthalten umfangreiche Diagnosemöglichkeiten. So bietet beispielsweise das Digitalausgangsmodul eine Überlast-, Kurzschluss- und Drahtbruchdiagnose. Dabei wird letztere auch im Schaltzustand 0 erkannt und an das zentrale Steuersystem gemeldet. Im Falle eines erkannten Fehlers wechselt die Diag-LED von Grün auf Rot und zeigt somit dem Servicepersonal, welches Modul in der Station den Fehler gemeldet hat. Zusätzlich lässt sich bei jedem Modul auch die Last- und Geberversorgungsspannung überwachen und über die Power-LED PWR anzeigen. Im Fehlerfall sendet das Modul eine entsprechende Diagnosemeldung an die überlagerte Steuerung. Die vielseitigen Diagnosemöglichkeiten halfen auch schon während der Installation bei der schnellen Fehlerlokalisierung. „Die Zeit für die Montage und Inbetriebnahme konnte gegenüber bisherigen Projekten um 20 % reduziert werden“, resümiert Vollbrecht.

Das Projektfazit

Die Verdrahtung des skalierbaren Peripheriesystems Simatic ET 200SP benötigt 64 % weniger Fläche als bisherige Klemmen. Eine Gerätetiefe inklusive Verdrahtung von 74 mm ermöglicht den Einbau in flache Klemmenkästen. Eine werkseitig aufgebrachte Beschriftung und Farbkennzeichnung bieten Orientierung, um Montage und Verdrahtungsfehlern zu vermeiden, und unterstützt sowohl einen fehlerfreien Aufbau als auch die schnelle Inbetriebnahme der Anlage. Diagnosefunktionen wie Drahtbrucherkennung und Überwachung der Versorgungsspannung unterstützen nicht nur einen schnellen Service, sie helfen auch während der Installation bei der schnellen Fehlerlokalisierung. Durch stehende Verdrahtung und Modulaustausch im laufenden Betrieb unter Spannung (Hot Swapping) lassen sich die Auswirkungen begrenzen und Stillstandszeiten verringern.