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Kabellos kommuniziert, reibungslos palettiert

Für seine Palettiersysteme setzt ein südamerikanischer Maschinenbaukonzern auf eine drahtlose Kommunikationslösung von Weidmüller, die über eine Strecke von 80 Metern vollumfängliche Funkabdeckung sowie unterbrechungsfreie Datenübertragung sicherstellt

 

Weltweit sollen Menschen Produkte konsumieren können, die nach höchsten Qualitätsstandards produziert, verpackt und versandfertig gemacht worden sind. Diesen Anspruch verfolgt der südamerikanische Konzern, den Weidmüller bei der Entwicklung von Maschinen für die Herstellung und Beförderung von Getränken, Nahrungsmitteln und chemischen Produkten unterstützt. Ein Geschäftsfeld stellen Palettiersysteme dar, bei denen das Unternehmen großen Wert auf robuste Auslegung, sanfte Handhabung der palettierten Einheiten sowie niedrige Wartungskosten legt.

Systemaussetzer erfolgreich vermeiden
Für einen großen Verbrauchsgüterhersteller hat der Maschinenbauer jüngst ein Palettiersystem für insgesamt zehn Produktionslinien mit jeweils einem Produktstapler entwickelt. Ein Waggon bewegt sich innerhalb dieses Systems zwischen zwei Endstationen, wobei an der ersten Station zunächst die leere Palette aufgenommen und auf dem Waggon zum Stapler geführt wird. Dieser schichtet das auf Rollförderbändern zugeführte Stapelgut auf die Palette, welche anschließend auf dem Waggon zur Umpackstation fährt. Nach dem Absetzen der Palette erfolgt dort das Einwickeln der transportbereiten Kartons mit Polypropylen-Folie zum Schutz für die weitere Beförderung.

Eine vollumfängliche Funkabdeckung sowie unterbrechungsfreie Datenübertragung stellt eine drahtlose Kommunikationslösung von Weidmüller über die gesamte 80-Meter-Strecke der Transportwaggons sicher

Zur Aktivierung und Lenkung der Waggons gilt es, über die gesamte zurückgelegte Distanz von 80 Metern die Kommunikation zur zentralen Steuerung aufrecht zuerhalten. An beweglichen Teilen innerhalb anspruchsvoller Maschinensysteme wie diesem gehören heute schleppkettentaugliche Verbindungsleitungen oder Schleifkontaktsysteme zum Stand der Technik. Bei einer 80 Meter langen Schleppkette, wie sie im Falle des beschriebenen Palettiersystems zum Einsatz kommen könnte, ist jedoch die Beanspruchung ausgesprochen hoch. Zur Vorbeugung von Defekten wäre hier ein turnusmäßiger Austausch der Datenkabel erforderlich. Um Systemaussetzer aufgrund von Verschleiß oder Wartung zu vermeiden, bietet sich der Aufbau einer kabellosen Kommunikation mit bewährten Industriekomponenten an.
Mit WLAN-Modulen auf dem richtigen Weg

„Eine vorherige Lösung basierte auf dem Einsatz von Schleifringen und Bürsten, die zwar präzise die Bewegungsabläufe der Waggons unterstützt haben, jedoch, gemessen an den Anforderungen unseres Kunden, zu anfällig waren. Aufbauten mit einer nicht industrietauglichen Funklösung konnten wiederum nicht die erforderliche Leistung und die damit verbundene Zuverlässigkeit erbringen“, fasst José de Paula von Weidmüller die Erfahrungen zusammen, mit denen sein Kunde sich an ihn gewandt hat.

„Der Maschinenbauer hat uns mit dem expliziten Wunsch nach einer kabellosen Lösung konsultiert. Bereits erste Testaufbauten mit unserem WLAN-Modul, das flexibel als Access-Point, Bridge oder Client verwendbar ist, konnten davon überzeugen, dass wir mit dieser Lösung auf dem richtigen Weg sind.“
Vier Servomotoren und drei Umrichter pro Waggon galt es im Falle der Applikation mittels EtherNet/IP-Protokoll in das Kommunikationsnetz zu integrieren. Hinzu kamen diverse Sensoren und Ventile, die ebenfalls zentral gesteuert werden sollten. Beim Aufbau der Kommunikationsstruktur hat Weidmüller
 Mittels „Turbo-Roaming“ ermöglichen WLAN-Module von Weidmüller unterbrechungsfreie Verbindungen in der kabellosen Datenkommunikation
Mittels „Turbo-Roaming“ ermöglichen WLAN-Module von Weidmüller unterbrechungsfreie Verbindungen in der kabellosen Datenkommunikation

den Maschinenbauer umfassend beraten und gemeinsam mit ihm die ideale Konfiguration und Ausrichtung der WLAN-Module ermittelt.

 

Ein WLAN-Client ist heute auf dem Waggon positioniert und kommuniziert im Roaming-Betrieb mit zwei WLAN-Access-Points entlang der Strecke. Um die Funkreichweite entsprechend der Weite der Applikation auszudehnen, wurden diese zu einem Wireless Distribution System (WDS) verbunden. Das ermöglicht dem beweglichen Client die kontinuierliche Prüfung, welcher der beiden Access-Points ihm gerade die bessere Sende- und Empfangsleistung bietet.

„Am Punkt des Umbruchs erfolgt automatisch ein reibungsloses Handover in den Sende- und Empfangsbereich des anderen Access-Points. Diese Übergabe der Kommunikation nimmt normalerweise bis zu zwei Sekunden in Anspruch. Unsere Module beschleunigen diesen Prozessen mittels Turbo-Roaming“, hebt de Paula ein Highlight der Weidmüller WLAN-Module hervor. „Entsprechend der Steuerungsleistung unterstützt unsere Lösung schnelle Umschaltzeiten von unter 50 ms beim Wechsel der Clients zwischen verschiedenen Access-Points. Somit können die von der Applikation geforderten Zykluszeiten ohne die Gefahr eines Abbruchs der Datenkommunikation auch mittels drahtloser Kommunikation einwandfrei gewährleistet werden.“
Störfeste, unterbrechungsfreie Datenübertragung

„Im Betrieb überzeugt uns insbesondere die Störfestigkeit der Kommunikation. Obwohl die Umgebung mit ihren vielen Metallgittern herausfordernd für den Aufbau einer Wireless- Lösung ist, konnte Weidmüller uns eine absolut stabile Lösung an die Hand geben“, freut sich der Engineering-Koordinator des Palettiersystems.

 

„Mit dem Verzicht auf die bisher eingesetzten Schleifringläufer, Kabelstränge, zusätzlichen Filter sowie speziellen Schienen konnten wir zudem nicht nur einen verschleißfreien, sondern auch einen kostengünstigeren Aufbau erzielen. Wie es unser Anspruch verlangt, haben wir unserem Kunden so ein effizientes Gesamtpaket zum Erreichen seiner angestrebten Produktqualität und der gesetzten Produktionsziele an die Hand gegeben.“

Für die reibungslose Inbetriebnahme des Systems beim Endkunden hat Weidmüller den Verbrauchsgüterhersteller während des Aufbaus der Palettierlösung und darüber hinaus unterstützt. Messungen der Aktions- und Reaktionsleistung in Bezug auf alle in der Maschinenstruktur verbauten Weidmüller Module wurden durch geführt, um eine nachhaltig hohe Performance sicherzustellen.

Ein WLAN-Client ist auf dem Waggon positioniert und kommuniziert im Roaming-Betrieb mit zwei WLAN-Access-Points entlang der Strecke

 
Damit die gelungene Lösung auch auf weitere Systeme übertragbar ist, hat Weidmüller zudem seinen Kunden umfassend beraten und zu möglichen Standardisierungen und Konfigurationen geschult. Ausgerüstet mit dem entsprechenden Knowhow, sind die Ingenieure des Maschinenbaukonzerns heute fit für kommende Projekte, in denen sich der Aufbau einer drahtlosen Kommunikation anbietet.
 

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Veröffentlicht im November 2013
Foto: Nils Hendrik Mueller/Cultura/Getty Images