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Exaktes Bewegungsprofil

(Hebezeuge und Fördermittel, 09/2010)

Positioning Solution System:
automatisches Postioniersystem für RBG und Krane

Das Positioning Solution System ist eine neue Lösung für Positionieraufgaben, die z. B. in vollautomatischen Hochregallagern Anwendung findet. Das innovative Positioniersystem navigiert Regalbediengeräte an die Zielkoordinaten von Lagerplätzen und unterstützt Einlagerungs- und Auslagerungsvorgänge mit hoher Präzision. Angeboten wird dieses System vom Unternehmen PSI Technics Ltd., das vor allem im Bereich der Positioniertechnik Forschungs- und Entwicklungsarbeit leistet. Kundenspezifische Lösungen wurden bereits u. a. für die Automobilindustrie (z. B. Daimler, Volkswagen) realisiert.


Abbildung: Mit dem innovativen Positioning Solution System lässt sich Fördertechnik (z. B. RBG, Automatikkrane) automatisch positionieren.




Kennzeichen des Positioning Solution System

Die Funktionen des von PSI Technics Ltd. u. a. für Regalbediengeräte entwickelten Positioning Solution System erschöpfen sich nicht in der Wegmessung, sondern optimieren auch den zeitlichen Ablauf. Das System berechnet aus der maximalen Beschleunigung und Geschwindigkeit und aus dem zurückzulegenden Weg ein Bewegungsprofil, das ständig automatisch optimiert wird. Schleichfahrten werden nicht generiert. Im Beschleunigungs- und Geschwindigkeitsverlauf gibt es - unabhängig von der Last - nur lineare Rampen. Die Bewegungen der Anlagen können somit sicher und schnell abgeschlossen und die Zeiten für Einlagerung und Auslagerung erheblich verkürzt werden. Die dynamische Parametrierung ermöglicht eine Anpassung und Neueinstellung von Beschleunigung, Geschwindigkeit und Toleranz auch während der Bewegung.

Das Positioning Solution System ist nach Angaben von PSI Technics der ideale Ersatz für die nicht mehr angebotenen Positioniersysteme ICS5000/TCS4000 von Trimble. Auf deren Basis ist das neue System weiter entwickelt worden, das sich durch zwei markante Merkmale auszeichnet.


Abbildung: Im integrierten Editor des Bewegungsanalysators MA6000MC können aufgenommene und simulierte Fahrbewegungen gegenübergestellt und grafisch ausgewertet werden.




Ermittlung des idealen Maschinen-Modells

Das erste Hauptmerkmal ist die Ermittlung des idealen Maschinenmodells. Das bedeutet, dass sich das System vollkommen auf die Maschine und nicht nur auf den Motor einstellt. Die gesamte Mechanik der Anlage wird erfasst, nicht nur der Antrieb wie bei herkömmlichen Systemen. Das Positioning Solution System kann das Verhalten einer Anlage so weit analysieren, dass nahezu alle Maschinen charakterisiert werden. So wird während des gesamten Prozesses das Maschinen-Modell simuliert. Feinste Schwingungen der Maschine werden in das Bewegungsprofil einbezogen und kompensiert. Dadurch erhöht sich die Präzision erheblich.


Abbildung: Zeitersparnis des Positioning Solution System gegenüber einem konventionellen Positioniersystem bei kurzen Bewegungen; eine Durchsatzsteigerung bis zu 15 % ist möglich.





Integrationfähigkeit und Systemunabhängigkeit

Das zweite Hauptmerkmal ist die Integrationsfähigkeit des Systems. Dafür sind entsprechende Voraussetzungen vorhanden. Das Positioniersystem ist ein digitales Regelungssystem, das autark arbeitet. Sobald es mit Prozessrechnern oder Lagerverwaltungssystemen gekoppelt wird, führt es deren Befehlsketten aus. Beide Systembereiche kommunizieren über serielle Protokolle oder standardisierte Feldbussysteme. Zur Regelung des Antriebs gibt das Positioning Solution System dem Umrichter (Analogspannung oder Analogstrom 0…20 mA, 4…20 mA) die Sollwerte für die Fahrt vor. Im Gegensatz zu anderen Positioniersystemen ist das Regelungssystem mit allen Antrieben kompatibel. Um die Messwerte für die Regelung der Sollwerte zu erfassen, werden z. B. moderne optische Distanzmesser, Encoder- oder Barcode-Systeme eingesetzt. So entstehen keine Systemabhängigkeiten zwischen Prozessregelung und Positioniersystem.

Durch diese Systemunabhängigkeit lässt sich das System überall ideal integrieren. Die Implementierung ist bei Neuanlagen aller Hersteller und mit allen denkbaren Antrieben und Steuerungen möglich. Das gilt ebenso bei Altanlagen mit Gleichstromumrichter, so dass bei der Modernisierung von Anlagen bisherige Komponenten, wie SPS, Umrichter und Motoren, im Einsatz bleiben können. Damit ist eine beachtliche Wertschöpfung verbunden, denn der Durchsatz erhöht sich allein durch das Effizienz-Potenzial des Positioniersystems von PSI Technics um 15 % - auch wenn die bisherigen Komponenten weiter verwendet werden.

Die Systemunabhängigkeit ermöglicht auch den Vorteil einer einfachen Umrüstung. Der schnelle Umbau erfordert keine langen Stillstandszeiten. Bei guter Vorbereitung kann die Anlage an einem Wochenende - in zwei bis drei Tagen - umgerüstet werden. Zwei Tage reichen bei idealen Voraussetzungen für eine Standard-Implementierung aus. Die gesamte Anlage wird von erfahrenen Ingenieuren in Betrieb genommen, die das Komplettsystem verstehen.


Abbildung: Kostenvergleich zwischen einem konventionellen System und dem Positioning Solution System mit Erweiterung FLP6000MC.



Störungsdetektierung und -analyse

Mit den Merkmalen Maschinen-Ermittlung und Integrationsfähigkeit ist das Positioning Solution System noch nicht vollständig beschrieben. Hinzu kommt noch der Aspekt der Störungsdetektierung. Frühzeitige Warngrenzen bewirken, dass Störungssignale, wie die Unterbrechung des Wegmesssignals, rechtzeitig abgefangen werden. Der Diagnosespeicher (1 GB) bleibt über mehrere Monate erhalten. Durch ihre starke Differenzierung haben die Störungsmeldungen einen hohen Aussagewert. So werden Informationen zu Getriebespiel, Seildehnung, Schlupf, Totzeit, Schwingung, Lichtstrahlunterbrechung, Wegmessunterbrechung erfasst. Erhöhte Sicherheit ergibt sich dadurch, dass ein Schwingen oder eine Fahrt in falsche Richtung frühzeitig erkannt und unterbrochen wird. Die jeweiligen Ursachen werden im System gründlich analysiert.

Positioniermodell für Brückenkrane

Eine Systemerweiterung des Positioning Solution System betrifft ein komplettes Positioniermodell für Brückenkrane. Es umfasst eine Gleichlaufregelung sowie die Katzregelung und die Hubregelung. Die linearen, Anlagen schonenden Regelfunktionen des Systems wirken als Last-Pendeldämpfung. Unerwünschte Schwingungen werden dadurch verhindert oder auf ein Minimum reduziert.

Die technischen Merkmale des Positioniersystems bewirken in ihrem Zusammenspiel eine erhebliche Effizienzsteigerung. Zum einen stellt die systemimmanente Zeitoptimierung ein großes Wertschöpfungspotenzial dar. Der Durchsatz wird erhöht. Die Reaktionszeit auf eingehende Aufträge kann verkürzt werden. Zum anderen führt die schonende Arbeitsweise der Anlage zu einer längeren Lebensdauer. Die Systemerweiterung FLP6000EOS trägt zur weiteren Schonung der Anlage bei und sorgt zusätzlich für eine hohe Energieeffizienz. Interessierte Anlagenbetreiber (RBG, Hallenkrane) können sich von den Experten der PSI Technics Ltd. bei einer Demonstration vor Ort - verbunden mit einer Ist-Analyse der bestehenden Anlage - über die erreichbare Effizienzsteigerung informieren lassen.


(Hebezeuge und Fördermittel, 09/2010)