Automation für Umlaufregalsysteme
Unsere Kompetenzen in diesem Projekt
CODESYS Steuerung
Python
Node-RED
Docker-Container
SALZ Komponenten
Automation für Umlaufregalsysteme
Beschreibung des Anwendungsfalls
Ein Verbund von Umlaufregalsystemen ist ein spezialisierter Ansatz zur effizienten Lagerung und Handhabung von Produkten auf Rollen, wie z.B. Rohre oder Teppiche. Diese Systeme nutzen die Vorteile von Umlaufregalen, um eine optimale Raumausnutzung und einfache Zugänglichkeit für solche Artikel zu gewährleisten. Sämtliche Lagerprozesse können mit Chargen- oder Seriennummern geführten Artikeln umgehen. Gewährleistet wird dies durch eine Anbindung an ein übergeordnetes ERP-System. Diese Verbindung ermöglicht die Kommunikation und den Austausch relevanter Prozessdaten, die für die Verwaltung von Artikeln wichtig sind.
Um die Lagerhaltung und -verwaltung zu optimieren, hat sich unser Kunde für die Integration von fortschrittlicher Steuerungs- und Automatisierungstechnik von SALZ Automation entschieden.
Die Automatisierung der Umlaufregale erfolgte auf Basis des SALZ Automatisierungssystems. Hierbei wurden Docker-Container für verschiedene Software-Komponenten verwendet, einschließlich Codesys für die Steuerung, Python für die Kommunikation mit dem ERP-System und Node-RED für die visuelle Prozesssteuerung und -überwachung. Komplementiert wurde die Lösung mit Komponenten von SALZ Autoamtion wie Remote-I/Os, Sicherheitsmodulen, Industrierelais und Panel-PCs.
Leistungsanforderungen
Produktdaten und Batches für Entnahmeaufträge am Regal werden in Echtzeit bereitgestellt, um die Integration und Automatisierung zu optimieren.
Anforderung
Die Anforderung bestand darin, einen Docker-Container mit Python zur Kommunikation mit dem SAP® System zu nutzen.
Vernetzung der verschiedenen Systeme mit Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung, die für Echtzeit-Abläufe und Prozessüberwachung erforderlich ist.
Anforderung
Die Anforderung bestand darin, die verschiedenen Systeme, einschließlich der Steuerung, Remote-I/O-Inseln und Webpanels, zu vernetzen.
Erstellung von Flows zur Integration und Steuerung der verschiedenen Systeme und Komponenten.
Anforderung
Die Anforderung bestand darin, einen Node-RED-Container für die visuelle Programmierung und Prozessüberwachung zu verwenden.
Einzelne Schritte des Projekts
1. Systemarchitektur und Komponenten
SALZ Automatisierungssystem als Basisplattform
Das SALZ Automatisierungssystem stellt die zentrale Steuerungs- und Überwachungsplattform bereit. Der SALZ Automation Controller AMAX-80C steuert die Hardware des Umlaufregalsystems, kommuniziert mit den Modbus TCP Remote-I/O-Inseln und implementiert die Logik, die in Codesys programmiert ist.
Docker-Container für mehr Flexibilität, Isolation und einfache Verwaltung
Docker-Container werden für verschiedene Software-Komponenten verwendet, einschließlich Codesys für die Steuerung, Python für die Kommunikation mit dem ERP-System und Node-RED für die visuelle Prozesssteuerung und -überwachung. Die Nutzung von Containern erleichtert die Verwaltung und Skalierung der Software, da jede Komponente in einer isolierten Umgebung betrieben wird.
Python-Container für SAP-Integration und Datenverarbeitung: Ein Docker-Container mit Python-Skripten übernimmt die Kommunikation mit dem SAP® System, um Produktdaten und Batches für Entnahmeaufträge abzurufen. Dies reduziert den Bedarf an zusätzlichen PCs oder Schnittstellen. Python-Skripte verarbeiten die Daten und kommunizieren direkt mit dem AMAX-Controller, um die erforderlichen Steuerbefehle zu übermitteln.
Node-RED-Container für visuelle Programmierung: Node-RED wird für die visuelle Programmierung und Prozessüberwachung verwendet. Es ermöglicht die Erstellung von Flows zur Integration und Steuerung der verschiedenen Systeme und Komponenten.
2. Kommunikation und Datenübertragung
Remote-I/O-Inseln für dezentrale Datenerfassung über Modbus TCP
Sensoren und Aktoren werden über Remote-I/O-Inseln erfasst, die über Modbus TCP mit der Steuerung verbunden sind. Dies ermöglicht eine dezentrale Erfassung und Übertragung von Daten. Das Modbus TCP-Protokoll gewährleistet eine zuverlässige und schnelle Kommunikation zwischen den Remote-I/O-Inseln und der Steuerung.
Unmanaged Industrial Gigabit Ethernet Switch für Netzwerkvernetzung und mehr Leistungsfähigkeit
Der unmanaged Gigabit Ethernet Switch sorgt für die Vernetzung der verschiedenen Systeme, einschließlich der Steuerung, Remote-I/O-Inseln und Webpanels. Der Switch bietet die notwendige Performance für die Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung, die für Echtzeit-Abläufe und Prozessüberwachung erforderlich ist.
3. Bedienung und Prozessoptimierung
Android-Webpanels für eine benutzerfreundliche Bedienung und Prozessoptimierung
Mehrere Android-Webpanels werden eingesetzt, um die Bedienung der Anlage zu erleichtern und den Bedienern lange Laufwege zu ersparen. Die Webpanels bieten eine benutzerfreundliche Oberfläche zur Überwachung und Steuerung des Systems, was die Effizienz und Benutzerfreundlichkeit verbessert.
4. Sicherheitsmanagement
Funktionale Sicherheitsmodule als Schutz und Überwachung
Die Sicherheitsmodule überwachen die Funktion der Sicherheitssensoren und Schutztüren. Sie gewährleisten die sichere Abschaltung angeschlossener Schütze oder Antriebe im Falle von Sicherheitsereignissen. Die Module dienen als Leistungsverstärker für die Sicherheitskomponenten und sorgen dafür, dass Sicherheitsanforderungen erfüllt werden.
Zusammenarbeit der Komponenten
Integration und Kommunikation
SAP®-Datenverarbeitung: Der Python-Container kommuniziert mit dem ERP-System, um die benötigten Produktdaten abzurufen. Diese Daten werden dann an die Steuerungseinheit weitergegeben.
Steuerung und Überwachung: Die Steuerlogik in Codesys wird auf dem AMAX-Controller ausgeführt, während Node-RED die visuelle Programmierung und Prozessüberwachung übernimmt.
Datenfluss und Vernetzung
Modbus TCP: Sensor- und Aktordaten werden von den Remote I/O-Inseln über Modbus TCP an den AMAX-Controller übermittelt.
Ethernet Switch: Der unmanaged Gigabit Ethernet Switch verbindet alle Netzwerkkomponenten und sorgt für eine schnelle und zuverlässige Datenübertragung.
Bedienung und Funktionale Sicherheit
Webpanels: Die Android-Webpanels ermöglichen den Bedienern, das System zu überwachen und zu steuern, wodurch die Effizienz der Abläufe verbessert wird.
Sicherheitsmodule: Die Sicherheitsmodule sorgen dafür, dass alle Sicherheitsanforderungen erfüllt werden und das System im Falle eines Sicherheitsereignisses sicher abgeschaltet wird.
Ergebnis
Das Systemdesign bietet eine leistungsstarke, flexible und sichere Lösung für die Automatisierung des Umlaufregalsystems und nutzt moderne Technologien zur Optimierung der Betriebsabläufe.
Durch die Nutzung von Docker-Containern wird die Verwaltung der verschiedenen Software-Komponenten vereinfacht und die Integration der Systeme optimiert. Die direkte Integration mit dem SAPNode-RED-Container-System über Python reduziert den Bedarf an zusätzlicher Hardware und Schnittstellen. Die Kombination von Node-RED, Python und Codesys ermöglicht eine effiziente und flexible Steuerung und Überwachung des Systems. Der Einsatz eines Gigabit Ethernet Switch gewährleistet eine schnelle und zuverlässige Datenübertragung für Echtzeitanwendungen. Die Nutzung von Android-Webpanels verbessert die Benutzerfreundlichkeit und reduziert die Laufwege für das Bedienpersonal.
Diese umfassende und moderne Automatisierungslösung erhöht die Effizienz, reduziert den manuellen Aufwand und verbessert die Genauigkeit in der Lagerwirtschaft.
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