Elektropalettenbahn

Rund um die Uhr im Einsatz

Elektropalettenbahn mit dezentraler Antriebstechnik
Hohe Verfügbarkeit muss gewährleistet sein: Die Logistik beim Automobilzulieferer Hella arbeitet rund um die Uhr im 21-Schicht-Betrieb.
Der international bekannte Automobilzulieferer Hella hat am Produktionsstandort Recklinghausen seine Logistik komplett neu organisiert. Entstanden ist ein 8.000 Quadratmeter großes Zentrum, das sowohl die interne Versorgung der Fertigungsbereiche, als auch den Versand der hergestellten Komponenten an die Kunden übernimmt. Dazu gehören beispielsweise Sensoren, Licht-Elektronik sowie optische und akustische Warnsysteme. Damit die Zentralisierung nicht zu zeitraubenden und ineffizienten Wegen innerhalb des Standortes führt, nutzt Hella Elektropalettenbahnen als Transportsystem für die kommissionierten Paletten, AKL-Behälter oder Handwagen in die Produktion und wieder zurück. Als Antriebssteuerung kommt die Overhead Control Unit (OCU) von Lenze-Deto zum Einsatz.

Die eingesetzten Elektropalettenbahnen (EPB) der Firma AFT Automatisierungs- und Fördertechnik aus Schopfheim lassen sich als doppelschienengeführtes Transportsystem flexibel für alle Flurförderaufgaben einsetzen und ermöglichen über so genannte Quatroweichen sowohl Längs- als auch Querfahrten. Die möglichen Aufbauten reichen generell von der einfachen Plattform für Pakete oder Paletten bis zur anspruchsvollen Bauteileaufnahme oder Zusatzeinrichtungen für den Transport kompletter Module. 25 Fahrzeuge sind bei Hella rund um die Uhr im Einsatz. Spezielle Führungsschienen sorgen dafür, dass sich sowohl die Behälter aus dem angeschlossenen AKL, als auch die Plattformwagen leicht aufschieben und herunter ziehen lassen. Dabei werden sie während der Fahrt von einer Verriegelung fixiert.

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Ausfallsicher konzipiert

Das Unternehmen produziert im 21-Schicht-Betrieb. „Angesichts dieser hohen Auslastung müssen alle Systeme mit ihren Komponenten ausfallsicher arbeiten“, erläutert Inger Nietsch. Die Diplom-Ingenieurin hat als Projektleiterin das neue Logistikkonzept mit konzipiert. Kleine Bahnhöfe sorgen beispielsweise dafür, dass sich nicht benötigte Fahrzeuge unkompliziert parken oder für Wartungsarbeiten störungsfrei aus dem System nehmen lassen. Die Erfahrungen nach gut einem halben Jahr Betriebszeit – das Logistikzentrum ging im Oktober 2007 nach fünfmonatiger Bauphase „ans Netz“ – zeigten, „dass wir bei uns sehr robuste und zuverlässige Technik im Einsatz haben“. Um den verfügbaren Platz möglichst optimal auszunutzen, sind die Lagervorzone und vor allem auch die Förderstrecken auf einer Bühne über dem Erdgeschoss platziert.

Die Kombination aus Schienensystem und geschützten Schleifleitern zur Energieversorgung und Steuerungsanbindung ist, so Inger Nietsch, „eine saubere Lösung“. Vor allem im Vergleich zu Kettensystemen reduziere sich das Schmutzaufkommen in der Fertigung und Logistik. „Deshalb verfolgen wir langfristig auch das Ziel, bei den Verpackungen ganz auf Holz zu verzichten.“

Die 25 Fahrzeuge der Elektropalettenbahn sind mit einer Geschwindigkeit von 0,67 Meter je Sekunde unterwegs, decken ein Streckennetz von mehr als 500 Metern ab und werden von zwei zentralen Hebern aus dem Kommissionierbereich auf das Bühnenniveau nach oben transportiert. Prinzipiell funktioniert eine EPB wie eine umgedrehte Elektrohängebahn – und kann deshalb die gleiche Antriebs- und Automatisierungstechnik nutzen. AFT setzt jahrelang bereits erfolgreich die intelligenten EHB-Steuerungen (OCU) von Lenze-Deto ein und konnte sie als bewährte Standardkomponenten auch für die EPB nutzen.

Die robusten Geräte in Schutzart IP54 sind so konzipiert, dass sie sich dezentral auf den Fahrwagen in unmittelbarer Nähe zu den Getriebemotoren platzieren lassen und mit den Fahrzeugen der Bahn einfach mitfahren. Ihre Aufgaben: Exakte Steuerung der Geschwindigkeit der Getriebemotoren und Verarbeitung der Positionsinformationen des Wegmesssystems über eine serielle Schnittstelle. Die Fahrziele erhält die OCU über einen Schienenbus per Schleifleiter von der übergeordneten Anlagen-SPS. Somit ist eine bidirektionale Kommunikation sichergestellt, die für den flexiblen Betrieb notwendig ist. Die übergeordnete Steuerung kann daher zu jeder Zeit die exakte Position der jeweiligen Fahrzeuge bestimmen. Die Energieversorgung der OCU erfolgt ebenfalls über Schleifleiter. Die Baureihe deckt einen Leistungsbereich von 0,5 bis zehn Kilowatt ab. Sämtliche Anschlüsse sind mit Blick auf schnellen Service steckbar. Die Steuerungseinheit insgesamt lässt sich bei Hella mit wenigen Handgriffen ohne Werkzeug austauschen.

Eigenständigkeit entlastet SPS

Die OCU regelt – neben der üblichen Blockstreckensteuerung einer Anlagen-SPS – den Abstand zwischen den Fahrzeugen der Elektrobodenbahn über das optische Wegmesssystem eigenständig. Parameter lassen sich individuell eingegeben. Alle für den Betrieb relevanten Daten, beispielsweise Zielinformationen oder Geschwindigkeiten, werden unter anderem direkt über die Schleifleitungen ausgetauscht. Außerdem sind induktive Daten- und Energieübertragungen möglich. Anpassungen für zukünftige Aufgaben erfolgen durch bloße Softwareänderungen im offenen Standard der IEC 61131-3. Dafür ist in die OCU die Lenze-Steuerungseinheit DrivePLC als eigenständige Baugruppe integriert, die wiederum über den Schienenbus mit der Anlagen-SPS in Verbindung steht. Ausgetauscht werden Antriebsbefehle, Rückführgrößen oder Statusinformationen. Die Antriebssteuerung übernimmt eigenständig die gesamte Funktionalität des jeweiligen Fahrwagens und entlastet damit die Anlagensteuerung enorm. Welche Aufgabe der OCU im Einzelfall genau zugewiesen wird, lässt sich ergo durch die freie Programmierbarkeit bedarfsgerecht festlegen.

Diagnosestation bringt Sicherheit

Eine in das System integrierte Diagnosestation sorgt beim Automobilzulieferer für Betriebssicherheit. Sie wird kontinuierlich von den Wagen durchfahren, um dabei den Verschleiß des Stromabnehmers zu analysieren. Ferner wird der PE-Schleifer aus Gründen der Werkssicherheit geprüft. Das in der OCU verfügbare Störanalysesystem informiert den Anlagenbetreiber weiterhin über erhöhte Motortemperaturen, mechanische Schwergängigkeiten oder sich anbahnende Fehlfunktionen. So ist es angesichts der hohen geforderten Verfügbarkeit im 21-Schicht-Betrieb möglich, vor einem Stillstand rechtzeitig Gegenmaßnahmen zu ergreifen. „Dieser hätte letztlich Versorgungsengpässe für die Produktion zur Folge, zumal unsere Mitarbeiter nur eine Stunde Zeit haben, um die verschiedenen Materialanforderungen der einzelnen Produktionsarbeitsplätze vollständig zu erledigen“, unterstreicht Franz-Josef Vogel, Niederlassungsleiter vom Betreiber des Zentrums, der Lila Logistik.

Flexible Funktionen

Dazu stehen 13 ergonomisch gestaltete Multifunktions-Arbeitsplätze zur Verfügung, die sich vollkommen gleichen und vom Materialflussrechner flexibel ihre jeweilige Funktion zugewiesen bekommen. Derzeit wird an fünf Plätzen für die Produktion kommissioniert, sechs stehen für den Warenausgang zur Verfügung sowie jeweils ein weiterer für Retouren und als Clearing-Station. Sie sind mit Blick auf den Arbeitsschutz mit zwei Meter hohen Zäunen eingehaust, während der Zugang zu den eigentlichen Be- und Entladestellen mit Schnelllauftoren gesichert ist. Dieses Schutztor öffnet erst dann automatisch, wenn das vom Materialflussrechner per Barcode-Scanner als richtig deklarierte Fahrzeug in Wartestellung bereit steht.

Die Entscheidung, im Rahmen der Neustrukturierung die Logistikaufgaben in externe Hände zu geben, folgt, so Inger Nietsch, dem Anspruch, dass sich die Fertigungsmitarbeiter auf ihr eigenes Know-how konzentrieren sollen, statt sich mit der Materialversorgung zu beschäftigen. Dieses habe im Vorfeld einen erheblichen Umdenkungsprozess erforderlich gemacht. Ferner ließen sich durch das Zentrallager die Materialbevorratung in der Produktion senken. „Wir sparen damit wertvolle Fertigungsflächen ein“, erläutert die Projektleiterin.

Prinzipiell ist der heutige Status Quo der Intralogistik bei Hella mit einem vollautomatischen Kanban-System vergleichbar, das mit dem Warenwirtschaftssystem von SAP verbunden ist und selbstständig den notwendigen Nachschub ordert. Für die daraus resultierenden Logistikabläufe haben die beteiligten Unternehmen, bestehend aus den Logistikexperten TGW (Österreich), AFT und SITLog (Werberg-Köblitz) einen eigenständigen Materialflussrechner installiert, der alle Prozesse entsprechend der Aufträge aus dem SAP heraus koordiniert. Die Planung des Zentrums erfolgte in enger Zusammenarbeit zwischen Hella und Miebach Consulting.

Marco Walz (Lenze), Gerhard Wurzrainer (Lenze-Deto Drives Systems)

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