Aufrufe
vor 11 Monaten

f+h fördern und heben 11/2017

  • Text
  • Fuh
  • Heben
  • Foerdern
f+h fördern und heben 11/2017

FORSCHUNG UND

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG 01 Die neue RBG-Steuerung optimiert den Startzeitpunkt sowie die Geschwindigkeit der Achsen und reduziert den Energiebedarf Leistungsbedarf RBG ohne Optimierung Leistungsbedarf RBG mit Optimierung 40,00 40,00 Leistung [kW] 30,00 20,00 10,00 Leistung [kW] 30,00 20,00 10,00 0,00 0 1 2 3 4 5 6 0,00 0 1 2 3 4 5 6 –10,00 –10,00 –20,00 Zeit [s] –20,00 Zeit [s] Leistung Fahrwerk (FW) konventionell [kW] Leistung Hubwerk (HW) konventionell [kW] Leistung Gesamt ohne Optimierung Zwischenkreis-Kopplung ZK [kW] Leistung FW konventionell [kW] Leistung Gesamt ohne Optimierung ZK [kW] Zwischenkreis-Kopplung Startzeit und Geschwindigkeit optimiert [kW] Leistung HW konventionell [kW] Leistung FW Startzeit und Geschwindigkeitoptimiert [kW] ENERGIEBEDARFSOPTIMIERUNG Die Energiebedarfsoptimierung durch Reduzierung von Wegen basiert auf dem physikalischen Gesetz: Energie = Kraft × Weg. Indem die Wege reduziert werden, wird bei gleichbleibender Kraft der Energiebedarf reduziert. Die intelligente Einlager- und Umlageroptimierung (ELO/ULO) reduziert Wege und damit den Zeit- und den Energiebedarf. Bei einem Doppelspiel wird eine Lagereinheit an dem Übergabeplatz (ÜP) aufgenommen, anschließend zum Einlagerfach transportiert und dort abgestellt. Daraufhin fährt das Regalbediengerät zum Auslagerplatz, nimmt dort die Lagereinheit auf, transportiert diese zum ÜP und gibt sie dort ab. Bei einem willkürlich gewählten Einlagerplatz kann der Abstand zwischen Ein- und Auslagerplatz sehr groß sein. Die intelligente Einlager- und Umlageroptimierung des Warehouse- Management-Systems Viadat wählt den Einlagerplatz möglichst nahe am Auslagerplatz. Damit lässt sich der Energiebedarf um bis zu zehn Prozent reduzieren und die Durchsatzleistung (Ein- und Auslagerungen pro Stunde) um bis zu sieben Prozent erhöhen. Auch die permanente dynamische ABC-Zonierung reduziert Wege und damit den Zeit- und Energiebedarf. Bei einer chaotischen Lagerung werden die Einlagerfächer zufällig ausgewählt. Damit ist es möglich, dass ein Artikel mit einer niedrigen Zugriffshäufigkeit (C-Artikel) nahe am Übergabeplatz und ein Artikel mit einer hohen Zugriffshäufigkeit (A-Artikel) weit entfernt vom Über- gabeplatz lagert. In vielen Lagern resultieren zwischen 70 bis 80 Prozent der Bewegungen auf dem Umschlag von A-Artikeln. Die permanente dynamische ABC-Zonierung von Viadat reduziert Wege, indem A-Artikel ihren Platz möglichst nahe dem Übergabeplatz und C-Artikel möglichst weit weg vom Übergabeplatz finden. In der Summe lässt sich so der Energiebedarf um bis zu 23 Prozent senken und die Durchsatzleistung um 14 Prozent erhöhen. In Kombination mit der Einlager- und Umlageroptimierung wird der Energiebedarf um bis zu 27 Prozent reduziert und die Durchsatzleistung um bis zu 17 Prozent gesteigert. Zusätzlich optimiert Viadat die Fahrwege von mobilen Arbeitsplätzen, z. B. bei der Kommissionierung per Flurförderzeuge. ENERGIEBEDARFSREDUZIERUNG Bei der Energiebedarfsreduzierung durch optimieren von Bewegungen werden die Bewegungen von Regalbediengeräten verbessert. Ein Regalbediengerät verfügt über zwei elektrisch angetriebene Hauptachsen – die Fahrachse und die Hubachse. Beim Bremsen funktionieren die Antriebe wie Generatoren und wandeln mechanische in elektrische Energie um. Früher wurde diese elektrische Energie von Bremswiderständen als Wärme an die Umwelt abgegeben. Heute sind Regalbediengeräte standardmäßig mit einer Gleichstromverbindung zwischen den beiden Hauptachsen, der Zwischenkreis-Kopplung, ausgestattet. Über diese lässt sich Energie zwischen 38 f+h 2017/11 www.foerdern-und-heben.de

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG 02 Leistung [kW] 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Gegenüberstellung von Leistungsmittelwert ohne (l.) und mit Energiemanagement 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Zeit [s] Leistung [kW] 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Zeit [s] Blockierte Ausführung des Teilauftrags Leistungsgrenze Leistungsvoraussage des Lagersystems Freigegebener Teilauftrag Leistungsgrenze Leistungsvoraussage des Lagersystems den Achsen austauschen und von der anderen Achse nutzen. Die Bewegungen von Regalbediengeräten sind größtenteils Kombinationen von Fahr- und Hubbewegung. Der Zeitbedarf für beide Bewegungen ist normalerweise unterschiedlich. Damit ist es möglich, den Startzeitpunkt der Bewegung der schnelleren Achse zu verändern, ohne die Durchsatzleistung zu reduzieren. Bei älteren RBG-Steuerungen wurde in bestimmten Situationen der Startzeitpunkt der schnelleren Achse verschoben, um den Energiebedarf zu reduzieren. So wurde z. B. bei einer langen Fahrbewegung und einer kurzen Hubbewegung die Hubbewegung so spät wie möglich gestartet, um die Bremsenergie vom Fahrwerk für das Heben zu verwenden. Damit werden der maximale Leistungsbedarf und der Energiebedarf gesenkt, ohne die Durchsatzleistung zu verändern. Bei aktuellen RBG-Steuerungen wird neben dem Startzeitpunkt auch die Geschwindigkeit der schnelleren Achse optimiert. Links in Bild 01 ist der Leistungsbedarf einer kurzen Fahrbewegung und einer langen Senkbewegung ohne Optimierung zu sehen. Beide Bewegungen starten gleichzeitig und fahren mit voller Geschwindigkeit an das Ziel. Bild 01 rechts zeigt den Leistungsbedarf der gleichen Fahrt, mit dem Unterschied, dass die Geschwindigkeit des Fahrwerks reduziert und dessen Startzeitpunkt nach der Beschleunigungsphase der Hubbewegung verlegt wurde. Damit lassen sich bei dieser Fahrt der maximale Leistungsbedarf und der Energiebedarf um mehr als 80 Prozent reduzieren. Zusätzlich wird aufgrund der geringeren Dynamik die Mechanik weniger belastet. ANPASSEN DER LEISTUNG Der dritte Ansatz von Viastore Systems ist das Anpassen der RBG- Leistung an den erforderlichen Umschlag des Lagers. Warum muss die Anlage mit voller Dynamik fahren, wenn kein Zeitdruck vorhanden ist? Da es dafür keinen plausiblen Grund gibt, wurden drei Energiemodi definiert. Im Normalbetrieb sind alle Anlagenteile aktiv und stehen mit voller Dynamik zur Verfügung. Im Energiesparmodus sind auch alle Anlagenteile aktiv, und die Software Viadat reduziert die Dynamikwerte (Geschwindigkeit und Beschleunigung) einiger Anlagenteile um 50 Prozent. Damit steht die maximale Durchsatzleistung nicht zur Verfügung. Im Standby-Modus werden große Teile der Anlage abgeschaltet. Ausschließlich Steuerungen und BUS-Systeme bleiben aktiv, um einen sicheren Wiederanlauf der Anlage zu gewährleisten. Mit dem Energiesparmodus wird der Energiebedarf pro Spiel um etwa zehn Prozent reduziert, der durchschnittliche Leistungsbedarf und die Durchsatzleistung lassen sich um bis zu 30 Prozent verringern. Bei der Fördertechnik sind die Reduzierung des Energiebedarfs und der Durchsatzleistung abhängig von der Systemkomponente. Aufgrund der geringeren Dynamik wird die Mechanik der Anlage geschont.

AUSGABE