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f+h fördern und heben 5/2016

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LAGER Retrofit ohne

LAGER Retrofit ohne Produktionsausfall Virtuelle Modelle ermöglichen Modernisierung von Hochregallager im laufenden Betrieb Die Verfügbarkeit von Maschinen und Anlagen sinkt aufgrund von Verschleiß und Ersatzteilmangel mit zunehmender Laufzeit. Dabei schreiten technischer Fortschritt und Kundenwünsche kontinuierlich voran, sodass der Zwang zur Modernisierung von elektrischen und Automatisierungskomponenten irgendwann unabwendbar ist. Die Verfügbarkeit von Maschinen und Anlagen sinkt aufgrund von Verschleiß und Ersatzteilmangel mit zunehmender Laufzeit. Dabei schreiten technischer Fortschritt und Kundenwünsche kontinuierlich voran, sodass der Zwang zur Modernisierung von elektrischen und Automatisierungskomponenten irgendwann unabwendbar ist. Die Vacuumschmelze (VAC) GmbH & Co. KG mit Sitz in Hanau entwickelt, produziert und vermarktet magnetische Spezialwerkstoffe und daraus veredelte Produkte. Das Produktangebot umfasst Halbzeuge und Teile mit magnetischen und physikalischen Legierungen, induktive Bauelemente für die Elektronik sowie Magnete und Magnetsysteme, die u. a. in der Medizintechnik und der Automobil- und Luftfahrtindustrie zum Einsatz kommen. Im dem 1980 errichteten Hochregallager des Herstellers werden Halbfabrikate und Rohstoffmaterialien für die Produktion zwischengelagert. Das Lager hat eine Kapazität von etwa 3 800 Stellplätzen, die auf acht Regalzeilen aufgeteilt sind. Vier Regalbediengeräte übernehmen das Ein- und Auslagern der bis zu 2,5 Tonnen schweren, unterschiedlich großen Paletten. Alle Ein- und Auslagerungsprozesse wurden bisher von einem speicherprogrammierbaren Steuerungsgerät vom Typ Simatic S5-135U mit Coros-Visualisierungssystem dirigiert. „Wir hatten das Problem, dass viele der eingesetzten Hardwarekomponenten bereits seit Ende der 1990er-Jahre abgekündigt waren und eine durchgängige Ersatzteilverfügbarkeit nicht mehr sichergestellt war“, sagt Joachim Koch, Manager Warehousing/Transportation bei VAC. „Zusätzlich zur problematischen Ersatzteilversorgung gab es kaum noch Spezialisten, die die alte Technologie beherrschen. Und all dies führte dann dazu, dass wir beschlossen haben zu migrieren.“ Durch den Austausch der alten Komponenten und dem Hinzufügen von zeitgemäßen technologischen Weiterentwicklungen sollte die bestehende Anlage wieder auf den aktuellen Stand gebracht werden. Im Zuge der Modernisierung galt es neben der Automatisierungstechnik auch die Antriebstechnik zu erneuern, wodurch die Energiekosten deutlich reduziert werden konnten. Operation „am offenen Herzen“ Im Vorfeld der Ausschreibung des Retrofit- Projekts analysierte das Unternehmen Heitec, Erlangen, als Automatisierungsspezialist den Modernisierungsbedarf und erstellte ein Lastenheft mit den maßgeblichen Eckpunkten, das auch mit allen Beteiligten wie Managern, Bedienern und Instandhaltern diskutiert wurde. Dabei kristallisierte 56 f+h 5/2016

LAGER sich heraus, dass der Aufbau der Bedienpulte respektive die Bedienfunktionen nicht grundlegend verändert werden sollten, um den Anlagenbedienern den Umstieg auf das neue System zu erleichtern. Außerdem galt es, die Sicherheitstechnik dem aktuellen Stand der Technik anzupassen. Gleichzeitig durften für den Umbau die Ein- und Auslagerprozesse (Bild 01) aufgrund der laufenden Produktion nicht beeinträchtigt werden. Um die Projektrisiken zu reduzieren, entwickelte Heitec das Konzept der realen Inbetriebnahme am virtuellen Modell. Die Vorgehensweise ist dabei folgende: Für ein Retrofit analysieren die Spezialisten die jeweilige Anlage vor Ort, nehmen Kennlinien auf, skizzieren die Anlagengeometrie und erstellen daraus am Computer virtuelle Modelle (Bild 02). Anhand der Modelle wird die Steuerungssoftware getestet, optimiert und vor den einzelnen Umbauphasen virtuell in Betrieb genommen. Die Modelle bilden die maßgeblichen funktionalen Gegebenheiten eines Hochregallagers in Echtzeit nach, sodass sich die neue Steuerungssoftware testen lässt, ohne die reale Anlage zu blockieren. Der Inbetriebsetzer macht vor dem Rechner genau das, was er auch bei der Inbetriebnahme an der realen Maschine machen würde. Mithilfe dieses Konzepts ließen sich das alte und das neue System parallel betreiben und die Umbauarbeiten schrittweise durchführen. So wurden die neuen Antriebssysteme und Steuerungen der Regalbediengeräte für einen schnellen Austausch auf Montageplatten vormontiert und installiert. Die alte Zentralsteuerung koppelte man für die Umbauphase über eine entsprechende Schnittstelle mit der neuen Steuerung, damit für den Umbauzeitraum alle alten und neuen Funktionalitäten sichergestellt werden konnten. Erst nach dem Umbau aller Regalbediengeräte kam es zum Austausch der Zentralsteuerung, die das Ein- und Auslagern aller Gassen koordiniert. 01 Die Koordination der Ein- und Auslagerungsprozesse läuft des Retrofits ohne Unterbrechung weiter CP-Serie Palettierer Prozesse optimiert Für die übergeordnete Prozessregelung sowie zur Steuerung der Regalbediengeräte kommen speicherprogrammierbare Steuerungssysteme vom Typ Simatic S7-317F-zum Einsatz. Bedient wird die Anlage per WinCC-Client/Server-Lösung. Der Antrieb der Fahrund Hubwerke läuft über Asynchronmotoren vom Typ Simotics- 1PH8, angesteuert von Sinamics-S120-Umrichtern. Deren Active- Line-Module generieren eine geregelte Zwischenkreisspannung und sind rückspeisefähig. Geschwindigkeit hat ein System 02 Ein am Computer animiertes Modell bildet die funktionalen Gegebenheiten des Hochregallagers ab Besuchen Sie uns auf der Messe: Halle B5, Stand 318 vertrieb@kawasakirobot.de www.kawasakirobot.de

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