Sicherheit bis zur obersten Palette

Der Mensch wird zum Störfaktor – jedenfalls im Hochregallager. Kollege Computer weiß immer, wo Waren gelagert sind und Kollege Roboter befördert sie auf Anforderung an ihren Bestimmungspunkt, schnell und zuverlässig. Voraussetzung: Alle beteiligten Komponenten stehen in permanenter (Daten-)Verbindung. Daher gerät die Kommunikation von Maschine zu Maschine (M2M) im Zeitalter von Industrie 4.0 mehr und mehr in den Fokus. Ganze „smarte“ Fabriken und Lager sollen weitestgehend ohne menschliches Zutun arbeiten und dabei schneller und flexibler auf geänderte Arbeitsbedingungen reagieren können. So ist es beispielsweise in der Automobilindustrie wichtig, auf die Variantenvielfalt zu reagieren und Produktionsprozesse stetig zu optimieren.

Um nicht bei jeder Anlagenänderung gleich die komplette Produktionslinie umbauen zu müssen, wird bereits in der Planungsphase darauf geachtet, wie flexibel Anlagen sind. Flexibilität erhält man, indem beispielsweise das Steuerungskonzept funktional gestaltet wird. In der Theorie funktioniert das, in der Praxis gilt es zunächst oft, Störfaktoren zu eliminieren.

Denn wo es bis vor kurzem noch ausreichte einfache Steuerbefehle zu senden, müssen heute große Datenmengen übertragen werden. Eine leitungsgebundene Datenübertragung erlaubt dabei wenig Flexibilität – bei jeder Änderung müssten Leitungen neu verlegt werden, bei schnellen Bewegungen sind aufwändige Kabelführungen erforderlich, die verhindern, dass die Leitungen beschädigt werden. Deshalb setzen immer mehr Anbieter entsprechender Systeme auf die drahtlose Kommunikation über Funk. Diverse Funkstandards wie iWLAN, Bluetooth oder ZigBee konkurrieren um die Vorherrschaft in der M2M-Kommunikation. Die stärkere Vernetzung hat ihre Tücken: Das Spektrum der zur Verfügung stehenden Frequenzen ist begrenzt und muss für viele verschiedene Anwendungen ausreichen. Auf den dafür vorgesehenen Frequenzbereichen der ISM-Bänder (Industrial, Scientific and Medical Band) sind zum Beispiel Handfunkgeräte, WLANs oder RFID-Etiketten zu finden. Sobald dann in einer Anlage mehrere verschiedene Systeme im Einsatz sind, müssen die Frequenzen zusätzlich aktiv gemanagt werden. Denn jedes Funksystem versucht möglichst viel Bandbreite (und damit verbundene Datenraten) für sich zu nutzen – und das wenn notwendig zulasten anderer Systeme.

Sicherheit bei drahtloser Übertragung nicht gewährleistet

In vielen Fabrikanlagen herrscht ein striktes Handy- und Smartphone-Verbot. Denn die Funksignale der Geräte können die Kommunikation der Anlage stören, was zu Unterbrechungen oder Verzögerungen im Ablauf führen kann. Bei sicherheitskritischen Funktionen wie beispielsweise „Not-Aus“- Schaltungen wäre es undenkbar, dass ein Befehl durch eine Funkstörung nicht ausgeführt wird. Denn selbstverständlich ist die Sicherheit von Mensch und Maschine in der Kommunikation als wichtigster Aspekt zu betrachten. Weiterhin muss auch bewussten Störungen von außen wie durch Sabotage vorgebeugt werden und generell soll eine möglichst hohe Ausfallsicherheit vorhanden sein.

Einige Anwendungen ließen sich jedoch ohne Funk-Verbindungen gar nicht erst realisieren. Elektrohängebahnen (EHB) oder die Regalbediengeräte (RBG) im Hochregallager können aufgrund ihrer Mobilität nicht per Leitung an die Steuerung angebunden werden. Hier kamen dann zunehmend Technologien wie iWLAN (industrielles WLAN) oder Leckwellenleiter zum Einsatz – mit den bekannten Problemen des Funks. Bestimmte Sicherheitsanforderungen konnten damit nur schwerlich eingehalten werden.

Schleifleitung als Alternative

Für Hochregallager hat die Paul Vahle GmbH & Co. KG eine Lösung aus bewährten Produkten des Herstellers vorgestellt: Die Energieversorgung des RBG-Hubmasts erfolgt über die Kompaktschleifleitung VKS 4, deren Leistung mit bis zu 120A ausreichend für die vertikale Bewegung ist. Das Positioniersystem APOS-Optik erlaubt die absolute Positionserkennung mit einer Genauigkeit von +/- 1 Millimeter und so die präzise Anfahrt der einzelnen Stellplätze im Hochregal. APOS-Optik ist wie das ganze System nicht anfällig für Störungen durch externe Einflüsse wie Temperaturschwankungen, Feuchtigkeit, Nebel, Staub oder Lichtsignale. Für die Datenübertragung kommt das im letzten Jahr neue entwickelte Slotted Microwave Guide Micro (SMGM) zum Einsatz. Die Daten werden per Mikrowellen über einen Schlitzhohlleiter übertragen und gelangen so erst gar nicht aus dem Profil heraus. Der Datenkoppler wird mit auf die Grundplatte des Stromabnehmers montiert. Während der Bewegung wird dieser im Profil geführt. Durch das SMGM können also keine Störungen zu anderen mit Funk arbeitenden Systemen entstehen. Dieser Schutz vor Funkstörungen funktioniert in beiden Richtungen: Die Datenübertragung im System selbst wird nicht von außen gestört und ihre Signale stören keine anderen Systeme außerhalb. Das System lässt es ohne weiteres zu, mehr als ein Fahrzeug pro Gasse einzusetzen.

Nach eigenen Angaben ist Vahle derzeit das einzige Unternehmen am Markt, das eine derartige Lösung als Komplettsystem aus einer Hand anbietet.

Kontakt: Ikea Deutschland GmbH & Co. KG Niederlassung Dortmund D-44149 Dortmund Tel.: 0 61 92 / 9 39 99 99 E-Mail: [email protected] www.ikea.de

Paul Vahle GmbH & Co. KG D-59174 Kamen Tel.: 0 23 07 / 7 04-0 E-Mail: [email protected] www.vahle.de