TGW Logistics mit Sitz im oberösterreichischen Marchtrenk plant und setzt hochautomatisierte und effiziente Intralogistik-Systeme um. Diese lösen die Herausforderungen im innerbetrieblichen Materialfluss der Kunden – angefangen vom Wareneingang über die Lagerung und Kommissionierung bis zum Warenausgang. Mit mehr als 4400 Mitarbeitenden weltweit deckt das Unternehmen in den Kernmärkten Fashion und Textil, Lebensmittel sowie Industrie- und Konsumgüter die komplette Prozesskette ab, also Planung, Realisierung und die Betreuung im laufenden Betrieb.
Die Kunden vertrauen auf die Expertise des TGW-Teams, das jeweils genau auf die entsprechenden Anforderungen abgestimmte Intralogistik-Lösungen entwickelt. Dabei kommen einem hohen Automatisierungsgrad und einer optimalen Vernetzung eine besondere Bedeutung zu, denn nur so lassen sich der bestmögliche Warenfluss sowie eine hohe Wirtschaftlichkeit – das heißt niedrige Kosten pro Pick – erreichen. Zur Realisierung der kundenspezifischen Logistik-Lösungen, die sich am jeweiligen Materialfluss sowie den baulichen Gegebenheiten orientieren, werden mechatronische Module aus einem Baukastensystem genutzt. Die Module umfassen die zugeordneten Steuerungsfunktionen, Sensorik, Aktorik und die entsprechende Netzwerkinfrastruktur.
Koordinierung der Materialflussdaten via TCP und UDP
Das OT-Netzwerk (Operational Technology) der Intralogistik-Lösung gleicht einem zentralen Nervensystem, ohne das sich die einzelnen Aufgaben nicht koordinieren und kontrollieren lassen. Über das OT-Netzwerk erfolgt die Anbindung der koordinierenden Materialflussrechner sowie der überlagerten IT. Das unterlagerte Automatisierungsnetzwerk muss vielfältige Aufgaben erfüllen. Zum einen dient das Netz der Steuerungskommunikation über Profinet, sodass die Ein-/Ausgabebaugruppen, Sensorik und Aktorik in Echtzeit Daten mit der Steuerung austauschen können. Auf der anderen Seite erfassen IoT-Anwendungen die relevanten Daten der intralogistischen Funktionseinheiten. Kameras übertragen nicht nur die aktuellen Echtzeit-Bildinformationen der transportieren Ware, die dann für Steuerungsentscheidungen ausgewertet werden, sondern speichern auch 30s Bildsequenzen in einem Archiv für Service- und Diagnosezwecke.
Im Baukastensystem finden sich unter anderem Module für die KingDrive Rollenfördertechnik, Palettenfördertechnik, Stingray Shuttle sowie Regalbediengeräte. Die einzelnen Module werden über Materialflussdaten koordiniert. Dazu verwendet der Materialflussrechner die Netzwerkprotokolle TCP und UDP. Das Automatisierungsnetz muss die Echtzeitanforderungen der verschiedenen dezentralen Steuerungsmodule einhalten und wechselseitige Störeinflüsse eliminieren. Wie bereits erwähnt, wird das Profinet-Protokoll zur Steuerungskommunikation eingesetzt. Gleichzeitig sollen die weiteren Kommunikationsaufgaben für die IIoT-Anwendungen, Kameradaten sowie das Energiedatenmanagement in geeigneter Weise sichergestellt werden. Das MOVEsystem von IEF-Werner transportiert Bauteile und Produkte zuverlässig, modular und kosteneffizient – ob auf Werkstückträgern, direkt auf Riemen oder in Paletten. Anwender profitieren von maximaler Flexibilität. ‣ weiterlesen
MOVEsystem bewegt mehr:
Ankopplung der überlagerten Hallen-Switches per Glasfaser
Zur Umsetzung dieser Anforderungen nutzt TGW Logistics in seinen Intralogistik-Systemen die Managed Switches der Baureihe FL Switch 2000 von Phoenix Contact. Die Geräte bieten einerseits eine optionale Gigabit-Datenrate auf allen Ports. Somit steht im Automatisierungs-Backbone ausreichend Bandbreite für die unterschiedlichen Aufgaben zur Verfügung. Andererseits entsprechen die Switches den Echtzeitanforderungen im Profinet-Netzwerk und sind zudem als Profinet Device im Engineering sichtbar. Als Haupt-Switch verwendet TGW Logistics den FL Switch 2314-2SFP, an den sich die überlagerten Hallen-Switches via Glasfaser ankoppeln lassen. Die Glasfaserverbindungen werden flexibel über SFP-Module für 1000BASE-SX oder -LX (Multimode oder Singlemode) realisiert.
Das Automatisierungsnetz ist in einer Stern- und Linienstruktur ausgeführt: Ausgehend vom Hauptschrank sind die Leitungen zu den Subschränken und von dort ins Feld zu den intralogistischen Modulen verlegt. Während in den Schränken Switches der Produktfamilie FL Switch 2000 in Schutzart IP20 zum Einsatz kommen, werden an den im Feld installierten mechatronischen Modulen – wie etwa beim Lastaufnahmemittel Twister der Regalbediengeräte oder den Hebern beim Stingray Shuttle System – IP67-Switches montiert. Die dezentralen Geräte FL Switch 2608 PN oder FL Switch 2708 PN sind mit zwei Schrauben an den mechatronischen Modulen befestigt. Die Switches verfügen über acht Ethernet-Ports mit M12-Anschlusstechnik, über die die I/O-Baugruppen, Sensorik und Kameras angeschlossen werden. Ein L-codierter M12-Spannungsversorgungsstecker führt die Spannungsversorgung zu, die sich bei Bedarf weiterführen lässt.
Erfüllung der unterschiedlichen Echtzeitanforderungen der einzelnen Dienste
Zur netzwerktechnischen Separierung der dezentralen Steuerungsmodule, Kameradaten sowie des Energiemanagements und IIoTs werden virtuelle LANs genutzt. Jeder Bereich erhält ein separates VLAN, sodass sich die Bereiche nicht wechselseitig beeinflussen. Die Managed Switches der Baureihe FL Switch 2000 unterstützen Quality of Service mit acht verschiedenen Prioritätsebenen, über die die unterschiedlichen Echtzeitanforderungen der einzelnen Dienste erfüllt werden. In den Intralogistik-Systemen von TGW sind in einem Switch bis zu 20 VLANs konfiguriert. Den Umfang und die Komplexität des Automatisierungsnetzes in einer typischen intralogistischen Applikation verdeutlichen Parameter wie mehr als 60km Netzwerkleitungen sowie eine hohe dreistellige Anzahl an Switches. Für TGW Logistics hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass die Managed-Switch-Funktion in der Produktfamilie FL Switch 2000 durchgängig in den Schutzarten IP20 und IP67 erhältlich ist. Das minimiert den Aufwand zur Integration der Geräte in das intralogistische Baukastensystem.
Konfigurationstool zur automatisierten Switch-Einstellung
Zur wirtschaftlichen Umsetzung der Logistik-Lösungen legt TGW Logistics großen Wert auf eine einfache Inbetriebnahme aller Komponenten. Deshalb verwendet das Unternehmen zum einen die Profinet-Device-Funktion der Switches. Auf diese Weise sind die Geräte via GSDML (Generic Station Description Markup Language) in das Engineering der Siemens-Steuerung eingebunden und können somit einfach adressiert werden und ihren Profinet-Gerätenamen bekommen. Darüber hinaus setzt TGW den steckbaren Konfigurationsspeicher der Switches als SD- oder Micro-SD-Karte sowohl für die initiale Inbetriebnahme als auch den Gerätetausch im Servicefall ein. Aufgrund der durchgängigen Verwendung der Managed Switches wird die Profinet Conformance Class B erreicht, ungenutzte Ports lassen sich im Sinne der Netzwerk-Sicherheit deaktivieren. Für die Einstellungen der VLANs sowie der Prioritäten der Switches in der Intralogistik hat TGW ein angepasstes Konfigurationstool entwickelt, das die Switch-Einstellungen automatisiert erstellt. Zur Inbetriebnahme und Darstellung der Netzwerk-Topologie kommt die Software FL Network Manager von Phoenix Contact zum Einsatz.
Der Einsatz von Managed Switches ermöglicht die intelligente Separierung der zeitkritischen Prozessdaten von den nicht-zeitkritischen Betriebs- oder Kameradaten.
Abgesehen von den klassischen Steuerungskomponenten nutzt TGW Logistics immer mehr Geräte – etwa Kameras, die auf künstliche Intelligenz setzen -, die eine IP-Adresse per DHCP benötigen. Hier vereinfacht der in den FL Switch 2000 integrierte portbezogene DHCP-Server die Inbetriebnahme. Die vordefinierte IP-Adresse ist Bestandteil der Switch-Konfiguration. Wird eine Kamera ausgetauscht, erhält das neue Gerät deren IP-Adresse, sodass es sofort einsatzfähig ist. Wie bereits erwähnt, betrachtet TGW die Projekte gesamtheitlich über ihren kompletten Lebenszyklus und hat dabei die Total Cost of Ownership (TCO) stets im Fokus: Das Automatisierungsnetz muss praktisch immer verfügbar sein, damit die hochautomatisierte Förder- und Lagertechnik reibungslos ohne außerplanmäßige Stillstandzeiten funktioniert.
Umsetzung einer proaktiven Wartung
„Predictive Maintenance ist für uns wichtig“, so Dipl.-Ing. Alexander Mitterhauser, verantwortlicher Produktmanager bei TGW Logistics. „Das Netzwerk bildet die Basis, um sämtliche relevanten Daten zu gewinnen, über die intralogistische Prozesse transparent abgebildet werden und die eine proaktive Wartung ermöglichen. Der Einsatz von Managed Switches eröffnet uns die Möglichkeit der intelligenten Separierung der zeitkritischen Prozessdaten von den nicht-zeitkritischen Betriebs- oder Kameradaten – einer der wichtigsten Gründe, weshalb sich TGW Logistics für die Nutzung der Managed Switches entschieden hat.“ Der Prozessstabilität kommt ebenfalls eine große Bedeutung zu, weil Anlagen mehr als 20 Jahre laufen und der Prozess ständig funktionieren muss. „Die Geräte der Produktfamilie FL Switch 2000 haben wir als robuste Komponenten kennengelernt, die unsere Anforderungen in der Intralogistik vollständig erfüllen. TGW Logistics profitiert davon, dass die gleiche Managed-Switch-Technik für den Schaltschrank ebenso wie die Montage im Feld zur Verfügung steht. Mit Phoenix Contact arbeiten wir schon seit vielen Jahren erfolgreich zusammen und schätzen die partnerschaftliche Verbindung und den konstruktiven Support,“ schließt Mitterhauser ab.
