高货架仓库的PROFINET无线通信

最近,位于汉诺威的大众商用车基地实现了其中央高货架仓库内喷涂车间和装配大厅之间的自动化装置的现代化。从一开始就消除了生产关键领域内的瓶颈。静止和移动系统部件之间的部分通信首次由PROFINET无线执行。安装了一个平行于原来系统的工业无线局域网解决方案,无需更新拖拽电缆。简化了安装和调试过程,缩短了时间。因此,节约了大量成本,几乎不影响正在进行的生产。

大众的中央仓库是工厂神经中枢系统的重要组成部分,因为每辆车都要通过这一区域。高货架仓库有4条通道,位于两侧容纳大约520个车身。这是批量彩色喷涂生产车间与订单驱动装配车间的缓冲区。

大众选择在假期将高货架仓库的整个控制技术全部转换为经工厂验证的高效Simatic S7控制器。如此一来,对生产的干扰就降至了最低。

所有关键软件一个来源

在现代化的过程中,更新了仓库进库和出库层输送系统的控制技术、车身识别、可视化和支架式给料机。在高货架支架外部的系统静止部分,输送系统进和出的所有外围信号都重新接入4个S7-400控制器后,安装了新程序后再度运行。4个约30m的高支架式给料机均安装了自己水平移动(约50m)的Simatic S7-315-2 PN/DP类型控制器,并在升降平台上安装了用于车身识别的兼容以太网的红外扫描仪,这是巨大的挑战。防护级别为IP65的WLAN组件可同RCoax天线一起自由地安装在现场,通过升降平台水平和垂直的运动路径是将现有以太网网络扩展到扫描仪的理想选择。一方面,沿着运动路径可以实现最优的数据传输,另一方面,可使横向的无线电辐射降至较低水平。PROFINET还提供了另外一种可能性,即通过升降柱上垂直安装和静止的RCoax天线,从PN-CPU控制升降平台的传感器和执行器,无需额外的总线系统。因为无需安装拖拽电缆或支架,也无需安全措施,这种转换在可用时间内就可完成。固定应用的核心是Simatic S7-400(带CPU 416-2),它与仓库管理系统共同控制仓库。每个Simatic S7-400系列的固定控制器都通过一个CP443-1高级通信处理器集成到以太网生产网络中。仓库管理系统的通信和WinCC可视化都在一个网络中进行。可视化系统在同一层面由带3个分布式客户机-服务器系统组成。

工业无线局域网中的PROFINET通信

4个移动式集成PROFINET接口的Simatic S7-315 2 PN/DP控制单元执行支架式给料机的驱动指令。仓库控制和4个移动支架式给料机控制单元均采用西门子Scalance W产品的IWLAN技术用于通信。

4个仓库通道的设计是一致的:Scalance W788访问点永久性地安装在地板上,通道全程都铺设了RCoax电缆。这些特定导体用于在通道中形成可靠性的无线电区域。在大众商用车工厂2.4～5k MHz的频率范围内,很容易安装并操作这些稳健的同轴电缆。其支架式给料机上的水平方向的接口也是W788访问点,访问点通过WDS(无线分布式系统)与RCoax电缆的螺旋线天线进行通信。

下方移动的控制器和升降平台的自动化组件,两者之间垂直方向的通信通过IPCF(工业点协调功能)协议访问点/客户端模式进行。W747-1RR客户机由远程螺旋形天线操作。由于不同的网络设备,垂直方向的通信要求更高。初始的目的“只是”通过工业以太网将升降平台上的红外读取器连接到中央仓库控制。目前,增加了通过分布式Simatic ET 200S I/O设备控制升降平台上的伸缩式前轮叉及其他传感器和执行器的功能。移动控制台上也提供了人机接口设备,用于紧急操作或管理库存。西门子建议,选择了全新集成以太网接口的Simatic TP 177B触摸面板和WinCC灵活型2005(SP1)支持通过PROFINET IO的通信,以及对时间有严格要求的运营。

全部在一条线上

支架式给料机控制器和升降平台上的自动化组件通过PROFINET IO通信。使用Simatic S7协议执行仓库控制分配给支架式给料机的驱动指令。而红外读取器通过FTP(文本传输协议)采用CP4431高级通信处理器的IT能力。所有任务都在一条线上进行,更准确地说,在同一个工业无线局域网连接上进行。为了避免故障后出现长期停机风险,业主为所有的Simatic网络组件都配备了所谓的C-PLUG(组态卡)。在设备运行或组态变更后,组态数据会自动保存在可插拔的储存媒介上。这意味着,变更设备既不需要专门的人员,也不需要编程单元或PC。将C-PLUG插入被替代的设备之后,设备下次运行时会自动按照正确的组态运行。

安装简单,运行可靠

通过现代WLAN组件创建了一个全系统数据访问的PROFINET网络,WLAN组件是非接触式也就不存在传输技术的损耗。无需接口,系统即可在整个工厂随时可视化并诊断。到目前为止,系统都在无故障运行且具备极高的透明度传输。减轻了因拖拽电缆断裂而导致的突然并长期性的停机生产。大众商用车电气规划部门的克里斯蒂安·梅耶(Christian Meyer)评价说:“基于PROFINET的IWLAN解决方案免去了我们更新大量拖拽电缆的麻烦,因而免去了大量的组装、安装工作。”她还谈道:“在公司3周假期期间,我们即可在现有生产线旁边完成了新的安装,几乎实现了无缝衔接。我们的交付时间不受影响,周期也无需变动。”自调试以来,高货架仓库没有出现任何严重故障。这也激励负责人在总装车间使用西门子的WLAN技术。