DE102011105794A1 - Arrangement and method for buffering and transporting containers on conveyor lines - Google Patents

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Abstract

Bei einem Steuerungssystem zur Pufferung und Beförderung von Gebinden auf Förderstrecken mit Hilfe elektrischer Einrichtungen wird vorgeschlagen, eine zentrale Steuereinheit [9] einzurichten, die über einen Feldbus [7] mit einem oder mehreren untergeordneten Segmentsteuermodulen [6] verbunden ist, welche über einen seriellen Kommunikationsbus [5] mit mehreren Stauplatz-Steuermodulen [4] kommunizieren, an denen ein oder mehrere Stauplätze [1] mit ihren Stauplatzsensoren [2] und Stauplatzaktoren [3] angeschlossen sind, wobei die Stauplatz-Steuermodule weder untereinander kommunizieren noch zur Gesamtfunktion der Anordnung beitragen, sondern diese Funktionalität vollständig in den Segmentsteuermodulen realisiert ist, wobei am seriellen Kommunikationsbus, an dem die Stauplatz-Steuermodule angeschlossen sind, gleichzeitig sicherheitsgerichtete E/A-Module [8], nicht-sicherheitsgerichete E/A-Module [8] und/oder andere Steuerungskomponenten [8] betrieben werden, deren Funktionen jedoch vollständig und transparent über die zentrale Steuereinheit [9] bestimmt werden.In a control system for buffering and transporting containers on conveyor lines with the help of electrical devices, it is proposed to set up a central control unit [9] which is connected via a fieldbus [7] to one or more subordinate segment control modules [6], which are connected via a serial communication bus [5] communicate with several stowage control modules [4], to which one or more stowage locations [1] with their stowage sensors [2] and stowage actuators [3] are connected, the stowage control modules neither communicating with one another nor contributing to the overall function of the arrangement , but this functionality is completely implemented in the segment control modules, with safety-related I / O modules [8], non-safety-related I / O modules [8] and / or at the same time on the serial communication bus to which the stowage control modules are connected other control components [8] are operated, but their functions are complete can be determined easily and transparently via the central control unit [9].

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur Pufferung und Beförderung von Gebinden auf Förderstrecken mit Hilfe elektrischer Einrichtungen und einer übergeordneten Steuerung, insbesondere ein Steuerungssystem der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art. Unter Gebinden sind dabei Behälter, Kartons, Pakete oder andere Formen von Produkten oder Produktverpackungen zu verstehen.The invention relates to an arrangement and a method for buffering and transport of containers on conveyor lines by means of electrical devices and a higher-level control, in particular a control system specified in the preamble of claim 1. Art. Under containers are containers, boxes, packages or other forms of Products or product packaging.

Für die Pufferung von Gebinden auf Förderstrecken existieren bekannte Einrichtungen, Stauförderer genannt, bei denen Gebinde hintereinander auf einzelnen Stauplätze akkumuliert werden können. Die Stauförderer dienen dazu, um zugeführte Gebinde zu puffern und am Ende des Stauförderers für den raschen Abruf, auch Abzug genannt, in geringstmöglichen Abständen bereitzustellen.For the buffering of containers on conveyor lines, there are known devices called accumulation conveyors, in which containers can be accumulated in succession on individual stowage locations. The accumulation conveyors are used to buffer supplied containers and at the end of the accumulation conveyor for rapid retrieval, also called trigger, provide in the shortest possible intervals.

Es existieren unterschiedliche Realisierungsformen von Stauförderern. Die Stauförderer enthalten in allen Fällen pro Stauplatz zumindest einen Sensor, mit dem ermittelt wird, ob sich ein Gebinde in einer Position auf dem Stauplatz befindet, in der es gegebenenfalls angehalten werden kann, und einem Aktor, mit dem das Gebinde in einer definierten Position tatsächlich angehalten wird. Ein Stauförderer kann rein mechanisch, mechanisch-pneumatisch oder über elektrische Ansteuerung realisiert sein.There are different forms of realization of accumulation conveyors. In all cases, the accumulation conveyors contain at least one sensor per stowage space, with which it is determined whether a bundle is in a position on the stowage space in which it can possibly be stopped, and an actuator with which the bundle actually moves in a defined position is stopped. An accumulation conveyor can be realized purely mechanically, mechanically-pneumatically or by electrical control.

Die Beförderung der Gebinde kann mittels Förderrollen oder Förderbändern erfolgen, die entweder einzeln oder aber gemeinsam durch einen zentralen Antrieb angetrieben werden. Im Fall eines zentralen Antriebs werden die Stauplätze mit Elementen wie Kupplungen, Hub-, Drehelementen, Anpressvorrichtungen zwischen Stopp und Beförderung umgeschaltet, wobei diese Elemente in vielen Fällen elektrisch betätigt werden. Es existieren auch rein mechanische oder mechanisch-pneumatische Lösungen.The transport of the container can be done by means of conveyor rollers or conveyor belts, which are driven either individually or together by a central drive. In the case of a central drive, the stowage spaces are switched over with elements such as clutches, lifting, rotating elements, pressure devices between stop and transport, these elements being electrically operated in many cases. There are also purely mechanical or mechanical-pneumatic solutions.

Die Entnahme von Gebinden erfolgt meist per Einzelabzug, d. h. das nächste Gebinde fährt erst auf einen Stauplatz nach, wenn dieser Stauplatz vollständig frei ist. Es entstehen dann beim Abzug Lücken von etwa einer Stauplatzlänge. Für Fälle, in denen für eine vorgegebene Anzahl an Gebinden eine Entnahme in höherer Rate erforderlich ist, kann ein sogenannter Blockabzug realisiert sein, bei dem Gebinde innerhalb einer bestimmten Anzahl an Stauplätzen gleichzeitig oder mit einer kurzen Verzögerung untereinander freigegeben werden.The removal of containers is usually by individual deduction, d. H. The next container moves to a stowage area only after this stowage space is completely free. Then there are gaps in the deduction of about one stowage length. For cases in which a higher rate of removal is required for a given number of containers, a so-called block deduction can be realized in which containers are released to each other within a certain number of stacks simultaneously or with a short delay.

Für die elektrische Ansteuerung von Stauförderern existieren herstellerspezifische Lösungen, bei denen meist ein Steuermodul einen Stauplatz bedient, und die Steuermodule über digitale Austauschsignale derart untereinander verkettet sind, dass die Staufunktion ohne Zuhilfenahme von übergeordneten Steuerungssystemen gegeben ist. Die Verkettung eines Steuermoduls erfolgt dabei immer nur zum vorherigen oder optional auch zum nachfolgenden Stauplatz. Dies ist derzeit die am häufigsten eingesetzte Variante. Diese Variante ist preisgünstig und erfordert nur eine einfache Logik in den Steuermodulen, integriert oft einen proprietären optischen Sensor, bietet aber sehr geringe Flexibilität und Diagnosemöglichkeiten.For the electrical control of accumulation conveyors exist manufacturer-specific solutions in which usually a control module operates a stowage space, and the control modules are chained together via digital exchange signals such that the stowing function is given without the aid of higher-level control systems. The chaining of a control module always takes place only to the previous or optionally also to the following stowage place. This is currently the most commonly used variant. This variant is inexpensive and requires only a simple logic in the control modules, often incorporates a proprietary optical sensor, but offers very little flexibility and diagnostic capabilities.

Etwaige Konfigurationsparameter müssen lokal in die Module geladen und gespeichert, oder dort über Schalter, Lötbrücken oder ähnliche Einrichtungen eingestellt werden. Ein Austausch erfordert bei unterschiedlichen Einstellungen entsprechenden Zeit- und Verwaltungsaufwand. Des weiteren stehen übergeordneten Systemen keine Status- und Diagnoseinformationen zur Verfügung, ohne die zu überwachenden Sensoren und Statusausgänge der Aktoren des Stauförderers zu hohen Kosten an eine zentrale Steuerung zu führen.Any configuration parameters must be loaded and stored locally in the modules, or set there via switches, solder bridges or similar devices. An exchange requires corresponding time and administrative effort with different settings. Furthermore, higher-level systems have no status and diagnostic information available without leading the sensors and status outputs of the accumulation conveyor actuators to be monitored at high costs to a central controller.

Die Funktionalität von Stauförderern wird in wenigen Fällen auch vollständig auf zentralen Steuerungen wie z. B. SPS-Systemen realisiert, was aber wegen des Verkabelungsaufwands, etwaiger Feldbus-Aufwände und der benötigten Rechenleistungen hohen Kostenaufwand verursacht.The functionality of accumulation conveyors is in a few cases completely on central controls such. B. PLC systems implemented, but this causes high costs because of the cabling effort, any fieldbus expenses and the required computing power.

Aus diesem Grund existieren neuerdings bei einigen Anlagen-Herstellern Ansätze von Busfähigen Steuermodulen für Stauplätze, die seitens Bus-Schnittstelle und E/A-Schnittstellen auf diesen Zweck optimiert sind. Diese herstellerspezifischen Lösungen erlauben durch ihr Konzept immer nur bestimmte Stauplatzausführungen. Zur Zeit handelt es sich dabei um Stauplätze, die mit Motorrollen betrieben werden.For this reason, some systems manufacturers have recently developed approaches for bus-capable control modules for stowage spaces, which are optimized for this purpose by the bus interface and I / O interfaces. Due to their concept, these manufacturer-specific solutions always allow only certain stowage space designs. At the moment these are stowage spaces, which are operated with motor rollers.

Die Funktionalität der Stauförderer ist dabei entweder vollständig in den Steuermodulen realisiert, und es existiert eine Anbindung an übergeordnete Steuerungen zur Konfiguration und Zustandsüberwachung. In einer weiteren Variante werden alle Abläufe in der übergeordneten Steuerung realisiert, was wiederum entsprechende Rechnerbelastung und damit hohe Kosten verursacht.The functionality of the accumulation conveyor is either completely realized in the control modules, and there is a connection to higher-level controllers for configuration and condition monitoring. In a further variant, all processes are implemented in the higher-level controller, which in turn causes corresponding computer load and thus high costs.

Eine Einbindung von Fremdkomponenten, andersartigen Stauförderern und universell verwendbaren Standard-E/A's ist bei all diesen Lösungen nicht möglich.An integration of third-party components, different accumulation conveyors and universal standard I / O's is not possible with all these solutions.

Stauförderer mit einer größeren Anzahl an Stauplätzen stellen also relativ hohe Anforderungen an die Verarbeitungsleistung einer zentralen Steuerung, wenn die Funktionalität der Stauförderer ausschließlich in dieser Steuerung realisiert wird. Weiters verursacht eine Realisierung mit einer zentralen Steuerung entweder hohen Arbeitsaufwand seitens Sensor- und Aktorverkabelung oder im Fall einer Anbindung der erforderlichen Sensoren und Aktoren über Standard-Feldbusmodule hohe Kosten.Accumulating conveyor with a larger number of stowage locations thus make relatively high demands on the processing power of a central controller, if the functionality of the accumulation conveyor is realized exclusively in this control. Furthermore it causes a realization with one Central control either high workload on the part of sensor and actuator cabling or in the case of a connection of the required sensors and actuators over standard fieldbus modules high costs.

Aus diesem Grund haben sich also im Laufe der Jahre bei unterschiedlichen Herstellern proprietäre dezentrale Steuermodule durchgesetzt, bei denen diese lediglich über digitale Ein- und Ausgänge paarweise untereinander, oder auch über ein einfaches Bus-System miteinander kommunizieren. Eine Schnittselle zu einer übergeordneten zentralen Steuerung ist bei dieser Variante nicht vorhanden. Diese Lösungen haben daher den Nachteil, dass keine Einflussnahme bezüglich Parametrierung oder Betrieb möglich ist, sowie auch keine Überwachung des Betriebszustands. Der Abzug von Gebinden am Ende eines Stauförderers muss über digitale Austauschsignale der zentralen Steuerung erfolgen. Die Parametrierung muss lokal an jedem einzelnen Modul durchgeführt werden.For this reason, so over the years have prevailed at different manufacturers proprietary decentralized control modules in which they communicate with each other only via digital inputs and outputs in pairs, or even via a simple bus system. An interface to a higher-level central control is not available in this variant. These solutions therefore have the disadvantage that no influence with regard to parameterization or operation is possible, as well as no monitoring of the operating state. The withdrawal of containers at the end of an accumulation conveyor must be carried out via digital exchange signals from the central controller. The parameterization must be carried out locally on each individual module.

Erste Ansätze von Busfähige Varianten verwenden also entweder einen proprietären Bus, oder es kommt ein Standard-Feldbus zur Kopplung an die zentrale Steuerung zum Einsatz. Proprietäre Bus-Systeme haben den Nachteil, dass an diesem Bus nur die Stauförderer-Steuermodule und oft auch nur die elektrischen oder mechanischen Komponenten des entsprechenden Herstellers eingesetzt werden können. Im Fall von Standard-Feldbussen mit direkter Kopplung an die zentrale Steuerung besteht wiederum das Problem der Verarbeitungsleistung, der hohen Anzahl an Ein-Ausgängen und der relativ hohen Kosten für die Feldbus-Anschaltung.Thus, first approaches of bus-capable variants either use a proprietary bus, or a standard fieldbus is used for coupling to the central controller. Proprietary bus systems have the disadvantage that only the accumulation conveyor control modules and often only the electrical or mechanical components of the corresponding manufacturer can be used on this bus. Again, in the case of standard fieldbuses with direct coupling to the central controller, there is the problem of processing power, the high number of inputs and outputs and the relatively high cost of fieldbus connection.

Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Steuerungssystem der eingangs genannten Art bereitzustellen, das mit Hilfe einfacher Mittel einerseits die Realisierung unterschiedlicher Arten von Stauförderern und andererseits die Einbeziehung weiterer Komponenten auf derselben Steuerungsebene ermöglicht.Based on the aforementioned prior art, it is an object of the invention to provide a control system of the type mentioned above, which allows using simple means on the one hand, the realization of different types of accumulation conveyors and on the other hand, the inclusion of other components on the same control level.

Gelöst wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe durch das Steuerungssystem der im Anspruch 1 angegebenen Art, vorteilhaft weitergebildet durch die Merkmale nach Ansprüchen 2 bis 6.The problem underlying the invention is solved by the control system of the type specified in claim 1, advantageously further developed by the features of claims 2 to 6.

Das Wesen des erfindungsgemäßen Steuerungssystems kennzeichnet durch eine zentrale Steuereinheit, die über einen Feldbus mit einem oder mehreren untergeordneten Segmentsteuermodulen verbunden ist, welche über einen seriellen Kommunikationsbus mit mehreren Stauplatz-Steuermodulen kommunizieren, an denen ein oder mehrere Stauplätze mit ihren Stauplatzsensoren und Stauplatzaktoren angeschlossen sind, wobei die Stauplatz-Steuermodule weder untereinander kommunizieren noch zur Gesamtfunktion der Anordnung beitragen, sondern diese Funktionalität vollständig in den Segmentsteuermodulen realisiert ist, wobei am seriellen Kommunikationsbus, an dem die Stauplatz-Steuermodule angeschlossen sind, gleichzeitig sicherheitsgerichtete E/A-Module, nicht-sicherheitsgerichete E/A-Module und/oder andere Steuerungskomponenten betrieben werden, deren Funktionen jedoch vollständig und transparent über die zentrale Steuereinheit bestimmt werden.The nature of the control system according to the invention is characterized by a central control unit which is connected via a field bus to one or more subordinate segment control modules communicating via a serial communication bus with a plurality of staging control modules to which one or more stowage locations are connected with their stowage location sensors and stowage location actuators, wherein the stowage control modules communicate neither with each other nor contribute to the overall function of the arrangement, but this functionality is fully realized in the segment control modules, wherein at the same time on the serial communication bus to which the stowage control modules are connected, safety-related I / O modules, non-safety-related I / O modules and / or other control components are operated, but whose functions are determined completely and transparently via the central control unit.

Bevorzugt erfolgt die Ansteuerung über drei Hierarchiestufen in der Hardware sowie über zwei Bus-Systeme, wobei die Staufördererfunktionalität zur Entlastung der zentralen Steuerung und zur Vereinfachung der untersten Ebene in der mittleren Hierarchiestufe mittels Segmentsteuermodulen realisiert ist.The control preferably takes place via three hierarchy levels in the hardware and via two bus systems, the accumulation conveyor functionality being implemented to relieve the central control and to simplify the lowest level in the middle hierarchical level by means of segment control modules.

Insbesondere erfolgt die Auswahl der Betriebsarten und Festlegung der Verhaltensweisen sowie die Überwachung der Betriebszustände über die zentrale Steuereinheit.In particular, the selection of the operating modes and determination of the behavior as well as the monitoring of the operating states via the central control unit.

Zweckmäßigerweise werden sicherheitsgerichtete E/A-Module und nicht-sicherheitsgerichtete E/A-Module am selben seriellen Datenbus zur gleichen Zeit gemischt mit den Stauplatz-Steuermodulen und unabhängig von diesen betrieben.Advantageously, safety-related I / O modules and non-safety-related I / O modules on the same serial data bus are mixed at the same time with and independently of the staging control modules.

Vorteilhaft ist es, wenn das Konzept für unterschiedliche Staufördererausprägungen identisch gehalten wird, indem lediglich die Stauplatz-Steuermodule in der untersten Hierarchie-Ebene an die Schnittstellen und Ausführungen der Stauplätze angepasst werden, wobei von Anfang an sowohl Motorrollen-betriebene als auch zentral angetriebene Stauplätze berücksichtigt sind, sofern diese über jeweils einen digitalen Aktor und einen digitalen Sensor betrieben werden.It is advantageous if the concept for different accumulation conveyor characteristics is kept identical by only the stowage control modules are adapted in the lowest hierarchical level to the interfaces and designs of stowage locations, taking into account both motor-driven and centrally driven stowage space from the beginning are, if they are operated via a digital actuator and a digital sensor.

Das Steuerungssystem kann insbesondere so ausgestaltet sein, dass ein Blockabzug nicht nur statisch über Konfigurationsparameter festgelegt wird, sondern auch ein dynamischer Blockabzug möglich ist, mit dem die zentrale Steuerung oder ein ihr übergeordnetes System zu jedem Zeitpunkt bestimmen kann, für wie viele aufgestaute Gebinde ein Blockabzug erfolgen soll.The control system can in particular be designed so that a block deduction is not only determined statically via configuration parameters, but also a dynamic block deduction is possible, with which the central controller or a higher-level system can determine at any time, for how many dammed containers a block deduction should be done.

Durch die Erfindung sind mithin die vorgenannten Nachteile der bisherigen Systeme bezüglich Stauförderer behoben. Insbesondere ist bei all den bekannten Lösungen eine Einbindung von Fremdkomponenten, andersartigen Stauförderern und universell verwendbaren Standard-E/A-Modulen nicht möglich.By the invention, therefore, the aforementioned disadvantages of the previous systems with respect to accumulation conveyor are eliminated. In particular, in all the known solutions integration of foreign components, other types of accumulation conveyors and universal standard I / O modules is not possible.

Die Erfindung beschreibt eine Anordnung mit einer Hierarchie von Steuerungskomponenten und ein Verfahren, mit dem Stauförderer realisiert werden können, sowohl mit Motorrollen auf jedem Stauplatz als auch solche mit zentralem Antrieb und Aktoren für jeden Stauplatz. Die Steuerung solcher Stauförderer ist ein Aspekt der Erfindung. Ein nicht weniger wichtiger Aspekt der Erfindung ist, dass am selben seriellen Bus der Stauplatz-Steuermodule auch universelle Ein-Ausgangsmodule, sicherheitsgerichtete Module und andere dezentrale Steuerungskomponenten betrieben werden können. Die Funktionalität der Stauförderer ist im Segmentsteuermodul realisiert. Das Verhalten aller anderen am seriellen Bus angeschlossen Module wird ausschließlich über die zentrale Steuerung (z. B. SPS) und nicht über das Segmentsteuermodul bestimmt.The invention describes an arrangement with a hierarchy of control components and a method by which accumulation conveyors can be realized, both with motor rollers on each stowage area as well as those with central drive and actuators for each stowage location. The control of such accumulation conveyors is an aspect of the invention. A no less important aspect of the invention is that it is also possible to operate universal input / output modules, safety-related modules and other decentralized control components on the same serial bus of the staging control modules. The functionality of the accumulation conveyor is realized in the segment control module. The behavior of all other modules connected to the serial bus is determined exclusively by the central controller (eg PLC) and not by the segment control module.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.Further advantages and features of the invention will become apparent from the following description.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten aus einer einzigen 1 bestehenden Zeichnung näher erläutert; es zeigt:The invention will be described below with reference to the attached of a single 1 existing drawing explained in more detail; it shows:

1 eine Anordnung von Rollenförderern mit dem erfindungsgemäßen Steuerungssystem in einer schematischen Darstellung. 1 an arrangement of roller conveyors with the control system according to the invention in a schematic representation.

In 1 ist eine Anordnung mit einem Steuerungssystem zur Pufferung und Beförderung von Gebinden auf Förderstrecken mit Hilfe elektrischer Einrichtungen dargestellt.In 1 an arrangement is shown with a control system for buffering and transport of containers on conveyor lines by means of electrical devices.

Das Steuerungssystem umfasst eine zentrale Steuereinheit 9, die über einen Feldbus 7 mit drei untergeordneten Segmentsteuermodulen 6 verbunden ist.The control system comprises a central control unit 9 that have a fieldbus 7 with three subordinate segment control modules 6 connected is.

Die Segmentsteuermodule 6 kommunizieren ihrerseits über jeweils einen seriellen Kommunikationsbus 5 mit drei Stauplatz-Steuermodulen 4, an denen jeweils drei Stauplätze 1 mit ihren Stauplatzsensoren 2 und Stauplatzaktoren 3 angeschlossen sind.The segment control modules 6 communicate in turn via a serial communication bus 5 with three stowage control modules 4 , each with three stowage spaces 1 with their stowage sensor 2 and stowage factors 3 are connected.

Die Anordnung ist so getroffen, dass die Stauplatz-Steuermodule 4 untereinander nicht kommunizieren, stattdessen deren Funktionalität vollständig in den Segmentsteuermodulen 6 realisiert ist, wobei am seriellen Kommunikationsbus 5, an dem die Stauplatz-Steuermodule 4 angeschlossen sind, gleichzeitig sicherheitsgerichtete E/A-Module 8, nicht-sicherheitsgerichtete E/A-Module 8 und/oder andere dezentrale Steuerungskomponenten 8 betrieben werden, deren Funktionen jedoch vollständig und transparent über die zentrale Steuereinheit 9 bestimmt werden.The arrangement is such that the stowage control modules 4 not communicate with each other, but instead their functionality completely in the segment control modules 6 is realized, wherein on the serial communication bus 5 where the stowage control modules 4 safety-related I / O modules are connected at the same time 8th , non-safety-related I / O modules 8th and / or other distributed control components 8th However, their functions are completely and transparently via the central control unit 9 be determined.

Die Ansteuerung erfolgt über drei Hierarchiestufen in der Hardware sowie über zwei Bus-Systeme 5 und 7, wobei die Staufördererfunktionalität zur Entlastung der zentralen Steuerung und zur Vereinfachung der untersten Ebene in der mittleren Hierarchiestufe mittels Segmentsteuermodulen 6 realisiert ist.It is controlled via three hierarchical levels in the hardware as well as via two bus systems 5 and 7 wherein the accumulation conveyor functionality relieves the central control and simplifies the lowest level in the middle hierarchical level by means of segment control modules 6 is realized.

Die Auswahl der Betriebsarten und Festlegung der Verhaltensweisen sowie die Überwachung der Betriebszustände erfolgt über die zentrale Steuereinheit 9.The selection of the operating modes and determination of the behavior as well as the monitoring of the operating conditions is carried out via the central control unit 9 ,

Die sicherheitsgerichteten E/A-Module 8 und die nicht-sicherheitsgerichtete E/A-Module 8 werden am selben seriellen Datenbus 5 zur gleichen Zeit gemischt mit den Stauplatz-Steuermodulen 4 und unabhängig von diesen betrieben.The safety-related I / O modules 8th and the non-safety-related I / O modules 8th be on the same serial data bus 5 at the same time mixed with the stowage control modules 4 and operated independently of them.

Es kann das Konzept für unterschiedliche Staufördererausprägungen identisch gehalten werden, indem lediglich die Stauplatz-Steuermodule 4 in der untersten Hierarchie-Ebene an die Schnittstellen und Ausführungen der Stauplätze 1 angepasst werden, wobei von Anfang an sowohl Motorrollenbetriebene als auch zentral angetriebene Stauplätze 1 berücksichtigt sind, sofern diese über jeweils einen digitalen Aktor und einen digitalen Sensor betrieben werden.It can be kept the same concept for different accumulation conveyor characteristics by only the stowage control modules 4 in the lowest hierarchical level to the interfaces and executions of the stowage spaces 1 be adapted from the beginning both motor-driven and centrally driven stowage spaces 1 are considered, provided they are operated via a digital actuator and a digital sensor.

Es wird ein Blockabzug nicht nur statisch über Konfigurationsparameter festgelegt, sondern es ist auch ein dynamischer Blockabzug möglich, mit dem die zentrale Steuerung oder ein ihr übergeordnetes System zu jedem Zeitpunkt bestimmen kann, für wie viele aufgestaute Gebinde ein Blockabzug erfolgen soll.A block deduction is not only determined statically via configuration parameters, but also a dynamic block deduction is possible with which the central control or a higher-level system can determine at any time for how many stowed containers a block deduction should take place.

Die Erfindung, deren Struktur in 1 dargestellt ist, berücksichtigt unterschiedliche Arten von Stauförderern mit demselben Konzept. Über Stauplatz-Steuermodule 4 erfolgt die etwa notwendige Hardware-Anpassung für die Signale, die zur Steuerung und Überwachung des Stauplatzes erforderlich sind. Es kann sich dabei z. B. um pneumatisch betätigte Stauplätze handeln, die mit digitalen Ein- und Ausgängen angesteuert. werden, oder auch um Motorrollen, bei denen digitale Ein-/Ausgänge sowie Analogsignale zur Vorgabe der Drehzahl notwendig sind. Ein Steuermodul kann einen einzigen oder aus Kostengründen auch einige wenige Stauplätze bedienen.The invention, whose structure is in 1 illustrated, takes into account different types of accumulation conveyors with the same concept. About stowage control modules 4 The necessary hardware adaptation takes place for the signals required to control and monitor the stowage space. It may be z. B. act to pneumatically operated storage locations, which are controlled with digital inputs and outputs. or also to motor rollers, where digital inputs / outputs as well as analogue signals are necessary to set the speed. A control module can serve a single or, for reasons of cost, a few storage spaces.

In den Steuermodulen ist keine Staufördererfunktionalität realisiert, sondern sie stellen ihre Ein- und Ausgänge über eine standardisierten seriellen Bus lediglich einem übergeordneten Segmentsteuermodul 6 zur Verfügung, auf dem die gesamte Staufördererfunktionalität realisiert ist.In the control modules no accumulation conveyor functionality is realized, but they provide their inputs and outputs via a standardized serial bus only a higher-level segment control module 6 available on which the entire accumulation conveyor functionality is realized.

Die Segmentsteuermodule verfügen über einen Standard-Feldbus als Verbindung zu einer zentralen Steuerung wie z. B. einer SPS. Da die Steuerung der Stauförderer über das Segmentsteuermodul erfolgt, ist die zentrale Steuerung nicht mit diesen Aufgaben belastet.The segment control modules have a standard fieldbus as a connection to a central controller such. B. a PLC. Since the control of the accumulation conveyor takes place via the segment control module, the central control is not burdened with these tasks.

Über den Feldbus ist jedoch ein Datenaustausch realisiert, mit dem die zentrale Steuerung jeden einzelnen Stauplatz parametrieren kann. Weiters ist sie auch in der Lage, Betriebzustände und gegebenenfalls Fehler zu erfassen. Im Fehlerfall liefert jedes Segmentsteuermodul einen Fehlerstatus. Aufgrund dieser Information kann die übergeordnete Steuerung den genauen Grund und den Ort des Fehlers vom Segmentsteuermodul erfragen. Via the fieldbus, however, a data exchange is realized with which the central controller can parameterize each individual stowage location. Furthermore, it is also able to detect operating conditions and, if necessary, errors. In the event of an error, each segment control module returns an error status. Based on this information, the superordinate controller can inquire about the exact cause and location of the error from the segment control module.

Seitens Betriebzuständen kann z. B. durch die zentrale Steuerung festgestellt werden, ob ein Stauplatz läuft oder gestoppt ist, ob und an welcher Stelle sich Gebinde befinden und wie viele Behälter ab dem Ende des Stauförderers aufgestaut sind.The operating conditions z. B. be determined by the central control, whether a stowage place is running or stopped, whether and at what point are containers and how many containers are dammed up from the end of the accumulation conveyor.

Eine Anlage kann, wie oft notwendig, mehrere voneinander unabhängige Stauförderer enthalten. Position und Stauplatzanzahl für jeden Stauförderer kann in der Segmentsteuereinheit konfiguriert werden. Es ist seitens der Segmentsteuereinheit auch vorgesehen, einzelne Stauplätze nicht als Bestandteil eines Stauförderer zu behandeln, sondern sie separat über die übergeordnete Steuerung zu bedienen. Ein Bespiel dafür ist ein Haltepunkt für einen manuellen Arbeitsplatz oder für eine maschinelle Bearbeitung, an dem grundsätzlich jedes Gebinde solange angehalten wird, bis die Bearbeitung abgeschlossen ist, oder auch ein einzelner Stauplatz, bei dem nachfolgende Gebinde während der Aussteuerung eines Gebindes auf eine andere Förderstrecke angehalten werden müssen.A system can, as often necessary, contain several independent accumulation conveyors. Position and stowage capacity for each accumulation conveyor can be configured in the segment control unit. It is also provided by the segment control unit not to treat individual stowage locations as part of an accumulation conveyor, but to operate them separately via the higher-level control. An example of this is a breakpoint for a manual workstation or for machining, in which basically every container is stopped until the processing is completed, or even a single stowage space, in the subsequent container during the control of a container to another conveyor line have to be stopped.

Nachfolgend werden die vorgenannten Begriffe des Steuerungssystems der 1 genauer beschrieben:Hereinafter, the above terms of the control system of 1 described in more detail:

– Stauplatz- stowage space

Der Stauplatz 1 ist der kleinste Abschnitt eines Stauförderers auf dem eine Gebinde angehalten werden kann. Er wird über zumindest einen Sensor 3 und einen Aktor 3 gesteuert. Ein Stauplatz kann zum Beispiel über mitgetriebene Förderrollen, Motorrollen, Förderbänder oder Kombinationen daraus realisiert sein.The stowage place 1 is the smallest section of an accumulation conveyor on which a container can be stopped. He will have at least one sensor 3 and an actor 3 controlled. A stowage space can be realized, for example, via driven conveyor rollers, motor rollers, conveyor belts or combinations thereof.

– Stauplatzsensor- stowage sensor

Der Stauplatzsensor 2 ist ein Sensor mit einem elektrischem Signal, über den erkannt wird, ob ein Gebinde einen Stauplatz erreicht, sich darauf befindet oder diesen verlässt, so dass es gegebenenfalls über diesen Stauplatz angehalten oder befördert werden kann und eine Überwachung des Stauplatz-Zustands durch übergeordneten Steuerungssysteme möglich ist.The stowage sensor 2 is a sensor with an electrical signal that detects whether a bundle reaches, is on or exits a stowage space, so that it may be stopped or carried over this stowage location, and can be monitored by higher-level control systems is.

– Stauplatzaktor- Stowage factor

Der Stauplatzaktor 3 steuert ein Element elektrisch an, mit dem das Gebinde auf dem Stauplatz angehalten oder bewegt werden kann. Der Aktor kann beliebig ausgeführt sein. Beispiele dafür sind Motorrollen, abgesetzte Motoren, Kupplungen, Anpresselemente, Bremsvorrichtungen, Hub- oder Drehelemente.The stowage factor 3 electrically controls an element to stop or move the container on the stowage box. The actuator can be designed as desired. Examples include motorized rollers, remote motors, clutches, pressing elements, braking devices, lifting or rotating elements.

– Stauplatz-Steuermodul- stowage control module

Das Stauplatz-Steuermodul 4 stellt die notwendigen Ein- und Ausgänge für ein oder mehrere Stauplätze zur Verfügung. Es ist auf die Sensor- und Aktor-Schnittstellen der jeweiligen Stauplätze angepasst und optimiert und enthält einen Anschluss für den seriellen Kommunikationsbus 5 zu Anbindung an das übergeordnete Segmentsteuermodul 6. Das Stauplatz-Steuermodul trägt selbst nichts zum funktionalen Verhalten des Stauförderers bei, sondern empfängt über den seriellen Datenbus lediglich Informationen, die an den Ausgängen ausgegeben werden, und liefert über diesen Bus Daten, die an den Eingängen anliegen.The stowage control module 4 Provides the necessary inputs and outputs for one or more stowage locations. It is adapted and optimized to the sensor and actuator interfaces of the respective storage locations and contains a connection for the serial communication bus 5 for connection to the higher-level segment control module 6 , The stowage control module itself does not contribute to the functional behavior of the accumulation conveyor, but only receives information that is output at the outputs via the serial data bus and supplies data that is present at the inputs via this bus.

– Serieller Kommunikationsbus- Serial communication bus

Der serielle Kommunikationsbus 5 ist ein standardisierter Bus zur seriellen Datenübermittlung, an dem alle Stauplatz-Steuermodule 4 sowie andere Komponenten zur Steuerung einer Anlage angeschlossen sind und über den diese mit dem übergeordneten Segmentsteuermodul 6 kommunizieren.The serial communication bus 5 is a standardized serial communication bus that has all the stowage control modules 4 and other components are connected to control a system and this with the parent Segmentsteuermodul 6 communicate.

– Segmentsteuermodul- Segment control module

Das Segmentsteuermodul 6 kommuniziert über einen Feldbus 7 mit der zentralen Steuereinheit 9 und über einen seriellen Kommunikationsbus 5 mit den Stauplatz-Steuermodulen 4 sowie den sicherheitsgerichteten und nicht-sichereitsgerichteten E/A-Modulen 8. Die Funktionalität der Stauförderer ist vollständig in diesem Segmentsteuermodul realisiert. Es empfängt Parameter und Befehle von der zentralen Steuereinheit 9 und liefert dieser bei Bedarf Informationen über den Zustand des Stauförderers. Darüber hinaus stellt es der zentralen Steuereinheit in transparenter Form Ein- und Ausgänge der sicherheitsgerichteten und nicht-sicherheitsgerichteten E/A-Module zur beliebigen Verwendung zur Verfügung, so dass sich diese E/A-Module für das Steuerprogramm der zentrale Steuereinheit wie direkte Ein- und Ausgänge bzw. wie Ein- und Ausgänge an ihrem Feldbus darstellen.The segment control module 6 communicates via a fieldbus 7 with the central control unit 9 and via a serial communication bus 5 with the stowage control modules 4 and the safety-related and non-safety-related I / O modules 8th , The functionality of the accumulation conveyor is completely realized in this segment control module. It receives parameters and commands from the central control unit 9 and if necessary, provides information about the condition of the accumulation conveyor. In addition, it provides the central control unit with transparent inputs and outputs of the safety-related and non-safety-related I / O modules for any use, so that these I / O modules for the control program of the central control unit can be used as direct inputs. and represent outputs or inputs and outputs on their fieldbus.

– Feldbus- Fieldbus

Der Feldbus 7 ist ein Standard-Feldbus, über den die zentrale Steuereinheit 9 mit anderen kompatiblen feldbusfähigen Komponenten und Systemen kommuniziert. Beispiele dafür sind Profibus, Profinet, Interbus-S, DeviceNet, Ethernet/IP, Powerlink, EtherCat und andere.The fieldbus 7 is a standard fieldbus through which the central control unit 9 communicates with other compatible Fieldbus-enabled components and systems. Examples are Profibus, Profinet, Interbus-S, DeviceNet, Ethernet / IP, Powerlink, EtherCat and others.

– E/A-Modul und Sicherheits-E/A-Modul- I / O module and safety I / O module

Die E/A-Module 8 erfüllen selbst keine Funktion, stellen aber einer zentralen Steuereinheit 9 digitale und/oder analoge Eingänge und Ausgänge für beliebige Steuervorgänge zur Verfügung. Sicherheits-E/A-Module sind eine spezielle Ausführung zur sicheren Abschaltung von Komponenten, bei denen der gesamte Weg zwischen dem E/A-Modul und der zuständigen Steuerung auf oberster Ebene überwacht bzw. redundant ausgeführt ist, so dass auch bei Ausfällen einer beteiligten Hardware- oder Software-Komponente innerhalb von vorgegebenen Reaktionszeiten eine sichere Abschaltung Eines angeschlossenen Systems erreicht wird.The I / O modules 8th do not fulfill any function themselves, but provide a central control unit 9 digital and / or analog inputs and outputs for any control operations available. Safety I / O modules are a special design for the safe disconnection of components where the entire path between the I / O module and the responsible controller is monitored at the highest level or redundant, so that even in the event of a failure Hardware or software component within specified reaction times a safe shutdown of a connected system is achieved.

– Zentrale Steuereinheit- Central control unit

Die zentrale Steuereinheit 9 besitzt eine programmierbare Steuerung zur Realisierung der spezifischen Anlagenfunktionen, beispielsweise realisiert mit SPS-Systemen oder PC-basierender Hardware. Eine Anlage kann bei entsprechender Größe auch mehrere zentrale Steuereinheiten enthalten. Eine zentrale Steuereinheit kann bei Bedarf auch mit übergeordneten Serversystemen kommunizieren, von denen sie Bearbeitungsdaten erhält und an diese zurückmeldet.The central control unit 9 has a programmable controller for implementing the specific system functions, for example realized with PLC systems or PC-based hardware. A system can also contain several central control units with the appropriate size. If required, a central control unit can also communicate with higher-level server systems from which it receives processing data and reports back to it.

Claims (6)

Steuerungssystem zur Pufferung und Beförderung von Gebinden auf Förderstrecken mit Hilfe elektrischer Einrichtungen, gekennzeichnet durch eine zentrale Steuereinheit [9], die über einen Feldbus [7] mit einem oder mehreren untergeordneten Segmentsteuermodulen [6] verbunden ist, welche über einen seriellen Kommunikationsbus [5] mit mehreren Stauplatz-Steuermodulen [4] kommunizieren, an denen ein oder mehrere Stauplätze [1] mit ihren Stauplatzsensoren [2] und Stauplatzaktoren [3] angeschlossen sind, wobei die Stauplatz-Steuermodule weder untereinander kommunizieren noch zur Gesamtfunktion der Anordnung beitragen, sondern diese Funktionalität vollständig in den Segmentsteuermodulen realisiert ist, wobei am seriellen Kommunikationsbus, an dem die Stauplatz-Steuermodule angeschlossen sind, gleichzeitig sicherheitsgerichtete E/A-Module [8], nicht-sicherheitsgerichtete E/A-Module [8] und/oder andere Steuerungskomponenten [8] betrieben werden, deren Funktionen jedoch vollständig und transparent über die zentrale Steuereinheit [9] bestimmt werden.Control system for buffering and transporting containers on conveyor lines by means of electrical devices, characterized by a central control unit [ 9 ], which are connected via a field bus [ 7 ] with one or more subordinate segment control modules [ 6 ] connected via a serial communication bus [ 5 ] with multiple stowage control modules [ 4 ] where one or more stowage spaces [ 1 ] with their stowage space sensors [ 2 ] and stowage factors [ 3 ], wherein the stowage control modules communicate neither with each other nor contribute to the overall function of the arrangement, but this functionality is fully realized in the segment control modules, wherein at the same time safety-related I / O modules on the serial communication bus to which the stowage control modules are connected [ 8th ], non-safety-related I / O modules [ 8th ] and / or other control components [ 8th However, their functions are completely and transparently via the central control unit [ 9 ] be determined. Steuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung über drei Hierarchiestufen in der Hardware sowie über zwei Bus-Systeme [5 und 7] erfolgt, wobei die Staufördererfunktionalität zur Entlastung der zentralen Steuerung und zur Vereinfachung der untersten Ebene in der mittleren Hierarchiestufe mittels Segmentsteuermodulen [6] realisiert ist.Control system according to claim 1, characterized in that the control over three hierarchy levels in the hardware as well as two bus systems 5 and 7 ], whereby the accumulation conveyor functionality to relieve the central control and to simplify the lowest level in the middle hierarchical level by means of segment control modules 6 ] is realized. Steuerungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl der Betriebsarten und Festlegung der Verhaltensweisen sowie die Überwachung der Betriebszustände über die zentrale Steuereinheit [9] erfolgt.Control system according to claim 1 or 2, characterized in that the selection of the operating modes and determination of the behavior as well as the monitoring of the operating conditions via the central control unit [ 9 ] he follows. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sicherheitsgerichtete E/A-Module [8] und nicht-sicherheitsgerichtete E/A-Module [8] am selben seriellen Datenbus [5] zur gleichen Zeit gemischt mit den Stauplatz-Steuermodulen [4] und unabhängig von diesen betrieben werden.Control system according to one of Claims 1 to 3, characterized in that safety-related I / O modules [ 8th ] and non-safety-related I / O modules [ 8th ] on the same serial data bus [ 5 ] at the same time mixed with the stowage control modules [ 4 ] and operated independently of them. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass des Konzept für unterschiedliche Staufördererausprägungen identisch gehalten wird, indem lediglich die Stauplatz-Steuermodule [4] in der untersten Hierarchie-Ebene an die Schnittstellen und Ausführungen der Stauplätze [1] angepasst werden, wobei von Anfang an sowohl Motorrollenbetriebene als auch zentral angetriebene Stauplätze [1] berücksichtigt sind, sofern diese über jeweils einen digitalen Aktor und einen digitalen Sensor betrieben werden.Control system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the concept for different accumulator conveyor characteristics is kept identical by only the stowage control modules [ 4 ] at the lowest hierarchical level to the interfaces and executions of the stowage areas [ 1 ], with both engine-powered and centrally-driven stowage spaces right from the start [ 1 ], provided they are operated via a digital actuator and a digital sensor. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Blockabzug nicht nur statisch über Konfigurationsparameter festgelegt wird, sondern auch ein dynamischer Blockabzug möglich ist, mit dem die zentrale Steuerung oder ein ihr übergeordnetes System zu jedem Zeitpunkt bestimmen kann, für wie viele aufgestaute Gebinde ein Blockabzug erfolgen soll.Control system according to one of claims 1 to 5, characterized in that a block deduction is not only determined statically via configuration parameters, but also a dynamic block deduction is possible, with which the central controller or a higher-level system can determine at any time, for how many pent-up containers should be a block deduction.
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