WO2012175193A1 - Steuerungssystem zur pufferung und beförderung von gebinden auf förderstrecken - Google Patents

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WO2012175193A1
WO2012175193A1 PCT/EP2012/002592 EP2012002592W WO2012175193A1 WO 2012175193 A1 WO2012175193 A1 WO 2012175193A1 EP 2012002592 W EP2012002592 W EP 2012002592W WO 2012175193 A1 WO2012175193 A1 WO 2012175193A1
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modules
stowage
control unit
control
safety
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PCT/EP2012/002592
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Franz Mathi
Gerald VIDIC
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Knapp Ag
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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
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    • G05B19/4185—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the network communication
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    • B65G43/00—Control devices, e.g. for safety, warning or fault-correcting
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    • G—PHYSICS
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • the invention relates to a control system for buffering and transport of containers on conveyor lines by means of electrical devices.
  • Containers are containers, cartons, packages or other forms of products or product packaging.
  • accumulation conveyors For the buffering of containers on conveyor lines there are known devices called accumulation conveyors in which containers can be accumulated directly one behind the other on the 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.
  • the accumulation conveyor contain in each case at least one sensor per stowage space, with which it is determined whether a container is in a position on the stowage space in which it can be stopped if necessary, and an actuator with which the container in a defined position actually is stopped.
  • the transport of the containers can take place by means of conveyor rollers or conveyor belts, which are driven either individually or together by a central drive.
  • the individual stowage locations are defined by elements such as couplings, lifting and turning elements, and byfeed arrangements between stop and transport
  • CONFIRMATION COPY switched over these elements are electrically operated in many cases. There are also purely mechanical or mechanical-pneumatic solutions. The removal of containers is usually done by individual deduction, ie the next container moves only to a stowage space, if this stowage space is completely free. There are then at the deduction gaps of about a stowage space between the containers. For cases in which for a given number of containers a removal in higher
  • the functionality of the accumulation conveyor is either completely realized in the control modules, and there is a connection to higher-level control units for configuration and condition monitoring.
  • all processes in the higher-level control unit realized, which in turn causes corresponding computer load and thus high costs.
  • An integration of third-party components, different accumulation conveyors and universal standard I / O's is not possible with all these solutions. Therefore, accumulation conveyor with a larger number of stowage locations make relatively high demands on the processing power of a central control unit, if the functionality of the accumulation conveyor is realized exclusively in this control unit.
  • a central control unit can be used for high costs for sensor and actuator cabling or, in the case of an additional connection of the required sensors and actuators, via standard fieldbus modules.
  • first approaches of bus-capable variants either use a proprietary bus, or a standard fieldbus ui coupling to the central control unit is used Commitment.
  • 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.
  • In the case of implementation with standard fieldbuses and direct coupling to the central control unit there is again the problem of the processing power, the high number of inputs / outputs and the relatively high costs for the fieldbus connection.
  • the essence of the control system according to the invention is characterized by a central control unit, which is connected via a field bus with one or more subordinate segment control modules which communicate via a stan ⁇ dardinstrumenten communication bus with several stowage control modules, where one or more stowage locations with their stowage sensors and Stauplatzakto - Ren are connected, wherein the accumulation conveyor functionality is implemented in the segment control modules and at the communication bus to which the stowage control modules are connected, simultaneously non-Sicherheitsgerichete I / O modules and, if necessary, safety-related I / O modules, and / or other control components whose functions are determined transparently via the central control unit.
  • 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 unit and to simplify the lowest level in the middle hierarchical level by means of segment control modules.
  • safety-related I / O modules and non-safety-related I / O modules are the same, since ⁇ tenbus at the same time mixed with the Stauplatz- control modules and operated independently of them.
  • the control system can in particular be designed so that the number is applied to storage locations for a block deduction not only static configuration parameters fixed firmly ⁇ , but also a dynamic slug release possible lent, with which the central control unit or a parent system can determine at any time, for how many dammed-up a block deduction is to take place.
  • the middle Hierachieski As they are required for accumulation conveyor, in particular the accumulation conveyor function for motor roles with digital Stauplatzaktoren, wherein on the upper Hierachieski, preferably a programmable logic controller PLC, all variable and customized functionalities are realized, and the upper Hierarchy level in direct form and under real-time behavior controls all other components on the conveyor system, which are not accumulation conveyors, as well as all safety-related
  • the invention makes it possible to operate both on the same standardized communication bus both the corresponding communication bus compatible I / O modules and stowage control modules, the central control unit is relieved by the segment control modules of the stowage control and yet full access to their configuration and the Condition of stowage has.
  • the communication bus and the stowage location control modules can be kept simple by outsourcing the accumulation conveyor functionality in the segment control modules, which has a positive effect on the total cost.
  • modules can be, for example, digital or analog I / O modules with different numbers
  • Inputs and outputs act to provide safety-related inputs and outputs, such as those used for emergency stop switches, safety light curtains or safety door interlocks, to frequency inverters where motor speeds or configuration parameters are specified by the control, solenoid valve islands, operating elements, Display modules and much more.
  • Stacked staging control modules implemented with digital sensors and actuators are essentially digital I / O modules that either have a single stowage bay connected, or whose number of inputs and outputs is optimized to control a few consecutive stowage locations so that a good compromise between cabling and costs arises.
  • the stowage location control modules are implemented in such a way that the engine can be started and stopped by command from the segment control module, the engine speed can be selected as required, and an error signal from the engine control is available to the segment control module.
  • Stowage position control modules of both types are preferably designed so that they are housed protected on conveyor lines and installation or replacement in a simple and cost-effective manner with the communication bus and the necessary power supply for the Staupluplatz horrmodule and for the sensors and actuators can be connected.
  • One embodiment of the communication bus that currently meets these requirements is a bus compliant with EN50295 and IEC62026-2 standards.
  • the segment control module is a processor-controlled device with connections for the two buses, on the one hand for the fieldbus for connection to the central control unit, on the other hand for the communication bus for connection to the stowage control modules, I / O modules and other control modules for this bus.
  • Program modules that run on this device provide the central control unit via configuration parameters certain inputs and outputs that are implemented via control modules on the communication bus, so that the central control unit has unrestricted access to it, and these inputs and outputs so behave as if they were connected directly to the central control unit or to its fieldbus.
  • the configuration of the segment control modules allows this access for any I / O modules on the communication bus. It is thus possible, for example, for individual storage spaces for special functions to be used directly by the central control unit in the middle of an accumulation conveyor, as for the integration of a machine or a manual processing station.
  • Other tasks which can be realized with this direct access to the I / O modules are, for example, the control of converters, switches or lifting devices, the stacking, unstacking, dismantling Empty containers or inspect containers for specific properties, such as their dimensions or markings applied to them.
  • the control of converters, switches or lifting devices for example, the control of converters, switches or lifting devices, the stacking, unstacking, dismantling Empty containers or inspect containers for specific properties, such as their dimensions or markings applied to them.
  • segment control module Other program modules permanently stored in the segment control module represent the control of stowage space segments.
  • the central control unit determines, via configuration parameters which it loads into the segment control modules, among other things, how many stowage locations an accumulation conveyor segment consists of, where they are located on the communication bus, and which stowage locations thereof are of which type.
  • the central control unit via fieldbus commands to the accumulation conveyor control of the segment control modules, may cause the speed of motor-driven accumulation conveyors to be changed, and to release packs at the end of accumulation conveyors. Faults occurring in the process, on the containers or on connected components are reported to the central control unit so that they can inform the operators of the system of the exact location and type of fault. Furthermore, the central control unit information about regular operating conditions are reported, so that for example the operator can be made visible on a screen if at certain points in a system results in a congestion situation or a lack of empty containers.
  • the invention describes an arrangement with a hierarchy of control components and a method with which accumulation conveyors can be realized, both with motorized rollers or separate motors 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-oriented modules and other decentralized control components on the same bus of the staging control modules.
  • the functionality of the accumulation conveyor is preferably realized in the segment control module.
  • the behavior of all commercially available I / O modules connected to the communication bus is determined by the central control unit (eg PLC) and not by the segment control module so that any control functions can be realized with this part of the arrangement.
  • FIG. 1 shows an arrangement of roller conveyors with the inventions ⁇ to the invention control system in a schematic representation
  • FIG. 2 shows the hierarchical structure of the components, networks and bus systems involved in the control system
  • Figure 3 shows a realistic embodiment of a section of a logistics facility with their conveyor elements and facilities
  • Figure 4 is a schematic representation of the processes and data flows between the central control unit, segment control module and I / O modules.
  • FIG. 1 shows an arrangement with a control system for buffering and transporting containers on conveyor lines with the aid of electrical devices.
  • the control system comprises a central control unit 9, which is connected via a field bus 7 with three subordinate segment control modules 6.
  • the segment control modules 6 in turn communicate via each communication bus 5 with three stowage control modules 4, to each of which three stowage locations 1 are connected with their stowage sensors 2 and stowage space actuators 3.
  • the arrangement is such that the communicating Segment devismo ⁇ modules 6 for the purpose of accumulation conveyor control with the jam ⁇ space control modules 4, wherein the Kommunikati ⁇ onsbus 5 on which the stowage space control modules 4 are connected, at the same safety-related I / O modules 8, non-safety-related I / O modules 8 and / or other decentralized control components 8 are operated whose Functions, however, can be determined completely and transparently via the central control unit 9.
  • the control takes place via three hierarchy levels in the hardware and via two bus systems 5 and 7, wherein the accumulation conveyor functionality to relieve the central control unit and to simplify the lowest level in the middle hierarchy level is realized by means of Segmentêtmodulen 6.
  • the safety-related I / O modules 8 and the non-safety-related I / O modules 8 are mixed on the same communication bus 5 at the same time with the stowage control modules 4 and operated independently of them.
  • the invention takes into account different types of accumulation conveyors having the same concept.
  • About stowage control modules 4 is about the necessary hardware adjustment for the signals that are required to control and monitoring the stowage space. These may be, for example, pneumatically actuated stowage spaces that are controlled by digital inputs and outputs, or even motorized rollers where digital inputs and outputs as well as analogue signals are required to set the speed.
  • Stowage space control module 4 can serve a single or, for reasons of cost, a few stowage spaces 1.
  • stowage control modules 4 preferably no accumulation conveyor functionality is realized, but they provide their inputs and outputs via a communication bus 5 only a higher-level segment control module 6 to Ver ⁇ addition, on which the accumulation conveyor functionality is realized.
  • the segment control modules 6 have a standard field bus 7 as a connection to a central control unit 9, such as a PLC. Since the control of the congestion ⁇ conveyor via the segment control module 6, the central control unit 9 is not burdened with these tasks. Via the field bus 7, however, a data exchange is realized, with which the central control unit can parameterize each individual stowage space 1. Furthermore, it is also able to detect operating conditions and, if necessary, faults. In the event of an error, each segment control module 4 provides an error status. Based on this information, the central control unit 9 can inquire about the operating state as well as the exact cause and location of a fault from the segment control module 6, so that this data is related to a process visualization associated with the central control unit
  • the central control unit 9 On the part of the operating states, it can be determined by the central control unit 9, for example, whether a stowage space 1 is running or has stopped, if and at which point
  • Containers are and how many containers are dammed up from the end of the accumulation conveyor.
  • a system may, as often necessary, contain several independent accumulation conveyors or accumulation conveyor segments. Position and stowage number for each accumulation conveyor may be configured in the segment control unit 6. It is also provided by the segment control unit 6 not to treat individual stowage locations 1 as part of a stowing device, but to operate them separately via the superordinated control unit 9. 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 location 1, in the subsequent container during the control of a container on another conveyor line must be stopped.
  • FIG. 2 shows the hierarchical structure of the components used in the control system according to the invention.
  • the control system described in this invention is usually a computer 10, often called material flow computer or warehouse control computer, which dictates the flow of goods and forwards the necessary instructions via a computer network 11 to the central control unit 13.
  • the computer network 11 often leads to other users 12, such as merchandise management systems, VDU workstations or mobile terminals for manual picking or warehousing of goods.
  • the central control unit 13, often a programmable logic controller PLC has upwards via a connection to this computer network 11 and downwards via interfaces to one or more fieldbuses 14.
  • the fieldbus 14 is connected to one or more segment control modules 16 ,
  • the field bus 14 can also lead to other participants 15, such as to subordinate machine controls or other logistic parts of the system.
  • Each segment control module 16 has a connection to a standardized communication bus 17 to which safety-related I / O modules 20 and non-safety-related I / O modules 19 are connected.
  • the communication bus 17 can lead to further and different types of subscribers 21, such as speed-controllable motors or analog input modules for the acquisition of measured values.
  • the I / O modules 19 and 20 have an adapted to the task number and nature of inputs and outputs 18.
  • Figure 3 shows a section of a logistic system with the control components according to the invention.
  • the field bus 40 via which the communication with the central control unit and other systems of the system takes place, is connected to the segment control module 41, via the communication bus 42 and its participants with exchanges data with all sensors and actuators of the plant section shown.
  • the participants in the communication bus 42 include the non-safety-related I / O modules 25, the safety-related I / O modules 30 and the signal tower 34.
  • the non-safety-related I / O modules have the outputs with motors 22 and pneumatic valves 23 occupies the inputs with optical sensors 24.
  • the inputs with the emergency stop buttons 31 and the door contact 33 of the protective door 32 are occupied.
  • the area Bl represents an accumulation conveyor segment for the transport of empty container stacks with six stowage spaces, each realized with a motor roller 35 for each stowage space 36. The remaining two rolls of stowage space are driven by the motor reel.
  • a destacking AI which is provided with a Schutzumhausung and a protective door 32.
  • the protective door has a safety contact 33.
  • an emergency stop button 31 is attached to the machine.
  • the opening of the protective door or the actuation of the emergency stop button is reported to the central control unit via the safety-related I / O module 30, the segment control module 41 and the field bus 40, which the central control unit for safe interruption of the Power supply for the Entstapelmaschine AI causes so that there are no other risks to people or damage to the machine at this point.
  • the signal tower 34 on the machine provides information about its operating state.
  • the individual lights of the signal tower are connected via communication bus 42, segment control module 41 and field bus 40 from the central control unit.
  • the area A2 includes a conveyor belt scale 27 for determining the tare weight of each container and a discharge station with a pneumatic pusher 26 in an area for manual picking of goods. All components of this area are operated directly by the central control unit.
  • the segment control module 41 does not contribute any functionality to the control of this area except the forwarding of the sensor and actuator signals.
  • area B3 is again a accumulation conveyor segment with six pneumatically controlled and centrally driven stowage spaces.
  • the last area A6 shows a belt conveyor 37 with three non-driven roller sorting ramps 39, which in turn are completely operated by the central control unit.
  • the drive times to the sorting ramps 39 are determined by means of a timer 38 connected to an I / O module and the tracking in the central control unit.
  • the sorting area also contains an emergency stop button 31, which is connected to a safety-related I / O module 30.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 3 makes it clear how safety functions with safety-critical control functions as well as flexible central control modules and standardized subordinate accumulation conveyor systems
  • Control modules 25 can be combined with the help of the unitary control system according to the invention arbitrarily in a system.
  • the control for the accumulation conveyor segments Bl, B2, B3, B4 and B5 in the segment control module 41 the control for the areas AI, A2, A3, A4, A5 and A6 in the central control unit.
  • FIG. 4 shows the basic data flows between the central control unit 43, the segment control modules
  • the fieldbus is represented by the ring 50 and the communication bus through the ring 58.
  • These modules, the communication bus 58 and the segment control module provide as with all known secure buses with special communication mechanisms that secure outputs are switched off safely even with Studentstra ⁇ supply errors or failures of components.
  • the information thereon is forwarded by the segment control module 59 through the functional block 55 between the communication bus 58, the field bus 50 and the central control unit in both directions 51 and 47, respectively.
  • the fieldbus 50 also provides with its standardized security mechanisms for safe shutdown in case of failure.
  • the security functions with their logical connections are realized either via their own hardware 45 or via a protected security program module 45 whose behavior is configured specifically for the installation.
  • the segment control module 54 passes the state of the inputs 63 in each bus cycle via function block 56 via the fieldbus as Input image 52 to the central control unit where they are handled by the plant-specific program module 46.
  • outputs handled by the program module 46 are routed to the outputs 63 of the I / O via the relevant portion of the output image 48 of the central control unit 43, the function block 56 in the segment control module 54, and the communication bus 58 in each bus cycle.
  • Module 60 forwarded.
  • the state of inputs and outputs 64 for accumulation conveyor segments is exchanged in each cycle on the communication bus 58 only between the associated I / O module 61 and the segment control module 54.
  • the control of the accumulation conveyor segments runs automatically in the segment control module 54 in the function block 57.
  • the central control unit holds plant-specific data showing the position, number, type and operating parameters for each of the accumulation conveyor segments.
  • Segment control module 54 passed so that at initial start-up and when exchanging the segment control module 54 from the beginning a correct operation is given. Furthermore, the central control unit can also in operation pass commands via this interface 49 and the function block 57 of the segment control module 54, which cause the accumulation conveyor to release one or more containers at the end of the accumulation conveyor segment.
  • the central control unit can determine whether the last stowage location of the accumulation conveyor segment and how many containers are on this accumulation conveyor segment.
  • Segment control module 54 via a collection status in the Sta ⁇ tusinformation 53 to the function block 44 of the central control unit 43 signals.
  • the central control unit 43 can then determine the exact location and type of the fault via the command interface 49 and an associated feedback in the status information 53.
  • Disturbances include, for example, the sticking of a container to a stowage space, the uncontrolled movement of containers, an overload or a defect in a motor roller.
  • the function block 57 for the control of accumulation conveyor segments is permanently programmed in the segment control module 54. It covers all variants of accumulation conveyors that can occur in a plant, and is provided by the central
  • Control unit 43 only parameterized.
  • the parameterization also includes adapting the accumulation conveyor control to the given conveyor speed and specifying delay times for a block deduction. In the case of motor rollers, the speed can be changed during operation.
  • the stowage locations are controlled in such a way that containers within the stowage grid are always buffered at the shortest possible distance from the end of the accumulation conveyor segment. It can also be stowed containers in the smallest possible gap, the length of which extends over several stowage spaces. Storage spaces on which no container is to be transported are switched off for energy saving purposes.
  • For a given part or an entire accumulation conveyor segment can be determined by the central control unit, whether usually a single deduction or a block deduction occurs. In the case of a preconfigured single trigger, however, the central control unit 43 can also trigger a dynamic block deduction by specifying how many packs are released by block withdrawal at a time.
  • the present invention relates to purely logistical systems for the container, carton and container conveyor technology, in particular for accumulation conveyor.
  • three hierarchy levels and two buses / networks are used for the control, which are configured and used in a special way.
  • the accumulation conveyor function is implemented in particular for motorized rollers or for those with digital stowage space actuators.
  • the upper hierarchy level for example PLC, controls in direct form and under real-time behavior all other components on the conveyor system that are not accumulation conveyors, as well as all safety-related actuators with the aid of the associated safety-related sensors.
  • Real-time behavior is given because both the lowest communication level or lowest hierarchical level and the higher level or level exclusively realized with real-time data connections such as AS-Interface and Profibus.
  • the stowage place 1 is the smallest section of an accumulation conveyor on which a container can be stopped. It is controlled via at least one sensor 2 and an actuator 3.
  • a stowage space can be realized, for example, via driven conveyor rollers, motor rollers, conveyor belts or combinations thereof.
  • the stowage space sensor 2 is a sensor with an electrical signal which detects whether a container reaches, is located on or leaves a stowage space, so that it can be stopped or conveyed via this stowage space if necessary, and monitoring the stowage space. State is possible by higher-level control systems. - Stowage factor
  • the stowage space actuator 3 electrically controls an element with which the container can be stopped or moved on the stowage place.
  • the actuator can be designed as desired. Examples include motorized rollers, remote motors, clutches, pressing elements, braking devices, lifting or rotating elements.
  • the stowage space control module 4 provides the necessary inputs and outputs for one or more stowage locations. It is adapted to the sensor and actuator interfaces of the respective storage locations and optimized and contains a connection for the communication bus 5 for connection to the higher-level segment control module 6.
  • the stowage control module receives information via the communication bus 5, in direct or indirect Form output at the outputs, and provides over this bus data applied to the inputs.
  • the communication bus 5 is a standardized data transmission bus to which all the stowage control modules 4 as well as commercially available I / O modules for controlling a system are connected and via which they communicate with the higher-level segment control module 6.
  • - Segment control module
  • the segment control module 6 communicates via a field bus 7 with the central control unit 9 and via a communication bus 5 with the stowage space control modules 4 and the safety-related and non-safety-oriented I / O modules 8.
  • the functionality of the accumulation conveyors is realized in this segment control module. It receives parameters and commands from the central control unit 9 and, if necessary, provides information about the status of the latter
  • the central control unit 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.
  • the field bus 7 is a standard fieldbus, via which the central control unit 9 communicates with other compatible fieldbus-capable components and systems.
  • Examples of such a fieldbus are Profibus, Profinet, Interbus-S, DeviceNet, Ethernet / IP, Powerlink, EtherCat and others.
  • I / O modules 8 themselves do not have a control function, but they provide 9 digital and / or analog inputs and outputs for the segment control module 6 or a central control unit Tax operations available.
  • Si Safety-related I / O modules are a special design for safe disconnection of components in which the entire path between the I / O module and the relevant controller of an overlying level is monitored or redundant, so that even in the event of a failure involved hardware or software component within predetermined reaction times a safe shutdown of a connected system is achieved.
  • the central control unit 9 has a programmable controller for realizing the specific system functions, for example realized with PLC systems or PC-based hardware.
  • a plant can with appropriate
  • Size also includes several central control units 9.
  • a central control unit 9, depending on the task Stel ⁇ lung communicate with higher-level server systems, from which it receives processing data and to these to-back reports.

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Abstract

Bei einem Steuerungssystems zur Pufferung und Beförderung von Gebinden auf Förderstrecken wird eine zentrale Steuereinheit (9, 13, 43) vorgeschlagen, die über einen Feldbus (7, 14, 42, 50) mit einem oder mehreren untergeordneten Segmentsteuermodulen (6, 16, 41, 54) verbunden ist, welche über einen standardisierten Kommunikationsbus (5, 17, 42, 58) mit mehreren Stauplatz-Steuermodulen (4, 25, 61) kommunizieren, an denen ein oder mehrere Stauplätze (1, 28, 36) mit ihren Stauplatzsensoren (2, 24) und Stauplatzaktoren (3, 23, 35) angeschlossen sind, wobei die Stauplatz-Steuermodule weder untereinander kommunizieren noch deren Gesamtfunktionalität abbilden, sondern diese Funktionalität in den Segmentsteuermodulen (6, 16, 41, 54) realisiert ist, wobei am Kommunikationsbus (5, 17, 42, 58) gleichzeitig nicht-sicherheitsgerichtete E/A-Module (8, 19, 25, 63, 64) und bei Bedarf sicherheitsgerichtete E/A-Module (8, 20, 30, 59) und/oder andere Steuerungskomponenten (21, 34) betrieben werden, deren Funktionen über die zentrale Steuereinheit (9, 13, 43) bestimmt werden.

Description

Steuerungssystem zur Pufferung und Beförderung von Gebinden auf Förderstrecken
Die Erfindung betrifft ein Steuerungssystem zur Pufferung und Beförderung von Gebinden auf Förderstrecken mit Hilfe elektrischer Einrichtungen.
Unter Gebinden sind dabei Behälter, Kartons, Pakete oder andere Formen von Produkten oder Produktverpackungen zu verstehen.
Für die Pufferung von Gebinden auf Förderstrecken existieren bekannte Einrichtungen, Stauförderer genannt, bei denen Gebinde unmittelbar hintereinander auf den einzelnen Stauplätzen 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. 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 einen Aktor, mit dem das Gebinde in einer definierten Position tatsächlich angehalten wird.
Die Beförderung der Gebinde kann mittels Förderrollen oder Förderbändern erfolgen, die entweder einzeln oder aber ge- meinsam durch einen zentralen Antrieb angetrieben werden.
Im Fall eines zentralen Antriebs werden die einzelnen Stauplätze mit Elementen wie Kupplungen, Hub-, Drehelemen- tcn, Änpressvorri hLungen zwischen Stopp und Beförderung
BESTÄTIGUNGSKOPIE umgeschaltet, wobei diese Elemente in vielen Fällen elektrisch betätigt werden. Es existieren auch rein mechanische oder mechanisch-pneumatische Lösungen. 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 zwischen den Gebinden. 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.
Für die elektrische Ansteuerung von Stauförderern existieren unterschiedliche herstellerspezifische Lösungen, bei denen meist ein dezentrales Steuermodul einen Stauplatz bedient, und die Steuermodule über digitale Austauschsig- nale derart untereinander verkettet sind, dass die Staufunktion ohne Zuhilfenahme von übergeordneten Steuerungssystemen gegeben ist. Die Verkettung eines Steuermoduls erfolgt dabei meist nur zum vorherigen oder optional auch zum nachfolgenden Stauplatz. Dies ist derzeit die am häu- figsten eingesetzte Variante. Diese Variante ist preisgünstig und erfordert nur eine einfache Logik in den Steuermodulen, integriert oft auch einen proprietären optischen Sensor, bietet aber sehr geringe Flexibilität und keine Möglichkeit, den Betrieb von Stauförderern aus der Ferne zu überwachen und Fehler zu diagnostizieren.
Etwaige Konfigurationsparameter müssen lokal in die Module geladen und gespeichert oder dort über Schalter, Lötbrü- cken 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 zusätzlich an eine zentrale Steuereinheit zu führen. Die Funktionalität von Stauförderern wird in wenigen Fällen auch vollständig auf zentralen Steuereinheiten wie zum Beispiel SPS-Systemen realisiert, was aber wegen des Verkabelungsaufwands, etwaiger Feldbus-Aufwände und der benötigten Rechenleistungen hohen Kostenaufwand verursacht.
Aus diesem Grund existieren neuerdings bei einigen Anlagen-Herstellern Ansätze von busfähigen Steuermodulen für Stauplätze, die seitens Bus-Schnittstelle und E/A- Anschlüssen ausschließlich für diesen Zweck ausgelegt sind. Diese herstellerspezifischen Lösungen erlauben durch ihr Konzept immer nur bestimmte Stauplatzausführungen. Zur Zeit handelt es sich dabei vorwiegend um Stauplätze, die mit Motorrollen betrieben werden.
Die Funktionalität der Stauförderer ist dabei entweder vollständig in den Steuermodulen realisiert, und es existiert eine Anbindung an übergeordnete Steuereinheiten zur Konfiguration und Zustandsüberwachung . In einer weiteren Variante werden alle Abläufe in der übergeordneten Steuer einheit realisiert, was wiederum entsprechende Rechnerbelastung und damit hohe Kosten verursacht. Eine Einbindung von Fremdkomponenten, andersartigen Stauförderern und universell verwendbaren Standard-E/A' s ist bei all diesen Lösungen nicht möglich. Stauförderer mit einer größeren Anzahl an Stauplätzen stellen also relativ hohe Anforderungen an die Verarbeitungsleistung einer zentralen Steuereinheit, wenn die Funktionalität der Stauförderer ausschließlich in dieser Steuereinheit realisiert wird. Weiters verursacht eine Re- alisierung mit einer zentralen Steuereinheit entweder hohen Arbeitsaufwand seitens Sensor- und Aktorverkabelung oder im Fall einer zusätzlichen Anbindung der erforderlichen Sensoren und Aktoren über Standard-Feldbusmodule hohe Kosten .
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 Schnittstelle zu einer übergeordneten zentralen Steuereinheit ist bei dieser Variante nicht vorhanden. Diese Lösungen haben daher den Nachteil, dass keine Ein- flussnahme bezüglich Parametrierung oder Betrieb möglich ist, sowie auch keine Überwachung des Betriebszustands und der einwandfreien Funktion. Der Abzug von Gebinden am Ende eines Stauförderers muss über digitale Austauschsignale der zentralen Steuereinheit erfolgen. Die Parametrierung uss lokal an jedem einzelnen Modul durchgeführt werden.
Erste Ansätze von busfähigen Varianten verwenden also entweder einen proprietären Bus, oder es kommt ein Standard- Feldbus ui Kopplung an die zentrale Steuereinheit 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 einer Realisierung mit Standard-Feldbussen und di rekter Kopplung an die zentrale Steuereinheit besteht wie derum das Problem der Verarbeitungsleistung, der hohen An zahl an Ein-/Ausgängen und der relativ hohen Kosten für die Feldbus-Anschaltung .
Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik ist es Aufga be 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 weite rer Komponenten auf derselben Steuerungsebene ermöglicht.
Gelöst wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe durch das Steuerungssystem der im Anspruch 1 angegebenen Art, vorteilhaft weitergebildet durch die Merkmale nach den Ansprüchen 2 bis 9.
Das Wesen des erfindungsgemäßen Steuerungssystems ist gekennzeichnet durch eine zentrale Steuereinheit, die über einen Feldbus mit einem oder mehreren untergeordneten Segmentsteuermodulen verbunden ist, welche über einen stan¬ dardisierten Kommunikationsbus mit mehreren Stauplatz- Steuermodulen kommunizieren, an denen ein oder mehrere Stauplätze mit ihren Stauplatzsensoren und Stauplatzakto- ren angeschlossen sind, wobei die Stauförderer-Funktionalität in den Segmentsteuermodulen realisiert ist und am Kommunikationsbus, an dem die Stauplatz-Steuermodule angeschlossen sind, gleichzeitig nicht-sicherheitsgerichete E/A-Module und bei Bedarf sicherheitsgerichtete E/A- Module, und/oder andere Steuerungskomponenten betrieben werden, deren Funktionen transparent über die zentrale Steuereinheit bestimmt werden.
Bevorzugt erfolgt die Ansteuerung über drei Hierarchiestufen in der Hardware sowie über zwei Bus-Systeme, wobei die Staufördererfunktionalität zur Entlastung der zentralen Steuereinheit und zur Vereinfachung der untersten Ebene in der mittleren Hierarchiestufe mittels Segmentsteuermodulen realisiert ist.
Insbesondere erfolgt die Auswahl der Betriebsarten und Festlegung der Verhaltensweisen sowie die Überwachung der Betriebszustände über die zentrale Steuereinheit.
Zweckmäßigerweise werden sicherheitsgerichtete E/A-Module und nicht-sicherheitsgerichtete E/A-Module am selben Da¬ tenbus zur gleichen Zeit gemischt mit den Stauplatz- Steuermodulen und unabhängig von diesen betrieben.
Vorteilhaft ist es, wenn das Konzept für unterschiedliche Staufördererausprägungen identisch gehalten wird, indem bei Bedarf lediglich die Stauplatz-Steuermodule in der un¬ tersten Hierarchie-Ebene an die Schnittstellen und Ausfüh¬ rungen der Stauplätze angepasst werden, wobei von Anfang an sowohl Motorrollen-betriebene als auch zentral ange¬ triebene Stauplätze berücksichtigt sind.
Das Steuerungssystem kann insbesondere so ausgestaltet sein, dass die Anzahl an Stauplätzen für einen Blockabzug nicht nur statisch über Konfigurationsparameter fix fest¬ gelegt wird, sondern auch ein dynamischer Blockabzug mög- lieh ist, mit dem die zentrale Steuereinheit oder ein ihr übergeordnetes System zu jedem Zeitpunkt bestimmen kann, für wie viele aufgestaute Gebinde ein Blockabzug erfolgen soll .
Vorzugsweise sind auf der mittleren Hierachiestufe lediglich fixe Funktionen realisiert, wie sie für Stauförderer erforderlich sind, insbesondere die Stauförderfunktion für Motorrollen mit digitalen Stauplatzaktoren, wobei auf der oberen Hierachiestufe, vorzugsweise eine speicherprogrammierbare Steuerung SPS, alle variablen und kundenspezifischen Funktionalitäten realisiert sind, und die obere Hierarchiestufe in direkter Form und unter Echtzeitverhalten alle anderen Komponenten an der Fördertechnik steuert, die keine Stauförderer sind, sowie alle sicherheitsgerichteten
Ein- und Ausgänge mit Hilfe sicherheitsgerichteter E/A- Module .
Die Erfindung erlaubt es, am selben standardisierten Kom- munikationsbus sowohl zum entsprechenden Kommunikationsbus kompatible E/A-Module als auch Stauplatz-Steuermodule zu betreiben, wobei die zentrale Steuereinheit durch die Segmentsteuermodule von der Stauplatzsteuerung entlastet wird und dennoch vollständigen Zugriff auf deren Konfiguration und den Zustand der Stauplätze hat. Der Kommunikationsbus sowie die Stauplatzsteuermodule können durch die Auslagerung der Staufördererfunktionalität in die Segmentsteuermodule einfach gehalten werden, was sich positiv auf die Gesamtkosten auswirkt.
Die Wahl eines Standards für den Kommunikationsbus erlaubt es, handelsübliche mit diesem Bus kompatible E/A- und Steuerungsmodule einzusetzen, so dass diesbezüglich keine zwingende Bindung an proprietäre Komponenten eines einzigen Herstellers besteht und erhöhte Flexibilität bei der funktionalen Auswahl derartiger Module gegeben ist.
Bei diesen Modulen kann es sich zum Beispiel um digitale oder analoge E/A-Module mit unterschiedlicher Anzahl an
Ein- und Ausgängen handeln, um sicherheitsgerichtete Ein- und Ausgänge, wie sie zum Beispiel für Nothalt-Schalter, Sicherheitslichtgitter oder Schutztürverriegelungen zum Einsatz kommen, um Frequenzumrichter, bei denen Motordreh- zahlen oder Konfigurationsparameter durch die Steuerung vorgegeben werden, um Magnetventilinseln, Bedienelemente, Anzeigemodule und vieles mehr.
Stauplatzsteuermodule für Stauplätze, die mit digitalen Sensoren und Aktoren realisiert sind, stellen im Wesentlichen digitale E/A-Module dar, an denen entweder ein einzelner Stauplatz angeschlossen ist, oder deren Anzahl an Ein- und Ausgängen auf die Steuerung einiger weniger aufeinanderfolgender Stauplätze optimiert ist, so dass ein guter Kompromiss zwischen Verkabelungsaufwand und Kosten entsteht .
Im Fall von Motor- oder Motorrollen-betriebenen Stauplätzen sind die Stauplatzsteuermodule derart realisiert, dass per Kommando vom Segmentsteuermodul ein Start und Stopp des Motors erfolgen kann, die Motorgeschwindigkeit bei Bedarf gewählt werden kann und dem Segmentsteuermodul ein Fehlersignal der Motorsteuerung zur Verfügung steht. Stauplatzsteuermodule beider Arten sind vorzugsweise so ausgebildet, dass sie an Förderstrecken geschützt untergebracht und bei Installation oder Austausch auf einfache und kostengünstige Weise mit dem Kommunikationsbus und der notwendigen Spannungsversorgung für die Stauplatzsteuermodule sowie für die Sensoren und Aktoren verbunden werden können .
Ein Ausführungsbeispiel für den Kommunikationsbus, das diesen Anforderungen zur Zeit gerecht wird, ist ein Bus nach den Standards EN50295 und IEC62026-2.
Das Segmentsteuermodul stellt ein prozessorgesteuertes Gerät mit Anschlüssen für die beiden Busse dar, einerseits für den Feldbus zur Anbindung an die zentrale Steuereinheit, andererseits für den Kommunikationsbus zur Verbindung mit den Stauplatzsteuermodulen, E/A-Modulen und anderen Steuerungsmodulen für diesen Bus. Programm-Module, die auf diesem Gerät ablaufen, stellen der zentralen Steuereinheit über Konfigurationsparameter bestimmte Ein- und Ausgänge zur Verfügung, die über Steuerungsmodule am Kommunikationsbus realisiert sind, so dass die zentrale Steuereinheit ungehinderten Zugriff darauf hat, und sich diese Ein- und Ausgänge so verhalten, als ob sie direkt an der zentralen Steuereinheit oder an deren Feldbus angeschlossen wären.
Die Konfiguration der Segmentsteuermodule erlaubt diesen Zugriff dabei für beliebige E/A-Module am Kommunikationsbus. So ist es beispielsweise möglich, dass inmitten eines Stauförderers einzelne Stauplätze für spezielle Funktionen direkt durch die zentrale Steuereinheit genutzt werden, wie für die Einbindung einer Maschine oder eines manuellen Bearbeitungsplatzes. Andere Aufgaben, die mit diesem direkten Zugriff auf die E/A-Module realisiert werden können, sind zum Beispiel die Steuerung von Umsetzern, Weichen oder Hubeinrichtungen, das Stapeln, Entstapeln, Ent- leeren von Gebinden oder die Überprüfung von Gebinden auf bestimmte Eigenschaften, wie deren Abmessungen oder darauf angebrachten Markierungen. Für sicherheitsgerichtete Ein- und Ausgänge erfolgt die
Realisierung der Sicherheitsfunktionen entweder über ein Programm-Modul direkt am entsprechenden Segmentsteuermodul oder aber in der zentralen Steuereinheit, wobei die dazu notwendigen Informationen im Fall von Eingängen in gesi- cherter Form vom Kommunikationsbus über den Feldbus an die zentrale Steuereinheit und im Fall von Ausgängen in umgekehrter Richtung weitergeleitet werden.
Weitere im SegmentSteuermodul fest gespeicherte Programm- Module stellen die Steuerung von Stauplatzsegmenten dar.
Für diesen Zweck bestimmt die zentrale Steuereinheit über Konfigurationsparameter, die sie in die Segmentsteuermodule lädt, unter anderem aus wie vielen Stauplätzen ein Stauförderersegment besteht, an welcher Stelle sich diese am Kommunikationsbus befinden, und welche Stauplätze davon von welchem Typ sind.
Während des Betriebs kann die zentrale Steuereinheit über Kommandos per Feldbus an die Stauförderersteuerung der Segmentsteuermodule bewirken, dass die Geschwindigkeit von motorbetriebenen Stauförderern verändert wird, und dass Gebinde am Ende von Stauförderern freigegeben werden. Auftretende Fehler im Ablauf, an den Gebinden oder an angeschlossenen Komponenten werden der zentralen Steuereinheit gemeldet, so dass diese den Betreibern der Anlage den genauen Ort und die den Typ des Fehlers melden kann. Weiters werden der zentralen Steuereinheit Informationen über reguläre Betriebszustände gemeldet, so dass zum Beispiel für den Betreiber an einem Bildschirm ersichtlich gemacht werden kann, wenn sich an bestimmten Stellen in einer Anlage eine Stausituation oder ein Mangel an Leergebinden ergibt. Die Erfindung beschreibt eine Anordnung mit einer Hierarchie von Steuerungskomponenten und ein Verfahren, mit dem Stauförderer realisiert werden können, sowohl mit Motorrollen oder separaten Motoren 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 Bus der Stauplatz-Steuermodule auch universelle Ein-Ausgangsmodule, sicherheitsge- richtete Module und andere dezentrale Steuerungskomponen- ten betrieben werden können. Die Funktionalität der Stauförderer ist vorzugsweise im Segmentsteuermodul realisiert. Das Verhalten aller am Kommunikationsbus angeschlossen handelsüblichen E/A-Module wird über die zentrale Steuereinheit (zum Beispiel SPS) und nicht über das Segmentsteuermodul bestimmt, so dass beliebige Steuerungsfunktionen .mit diesem Teil der Anordnung realisiert werden können .
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen nä¬ her erläutert; es zeigen:
Figur 1 eine Anordnung von Rollenförderern mit dem erfin¬ dungsgemäßen Steuerungssystem in einer schematischen Darstellung, Figur 2 die hierarchische Gliederung der am Steuerungssystem beteiligten Komponenten, Netzwerke und Bus- Systeme,
Figur 3 ein realitätsnahes Ausführungsbeispiel eines Ausschnitts aus einer logistischen Anlage mit ihren Förderelementen und Einrichtungen, und
Figur 4 eine schematische Darstellung der Abläufe und Datenflüsse zwischen zentraler Steuereinheit, Segmentsteuermodul und E/A-Modulen.
In Figur 1 ist eine Anordnung mit einem Steuerungssystem zur Pufferung und Beförderung von Gebinden auf Förderstrecken mit Hilfe elektrischer Einrichtungen dargestellt.
Das Steuerungssystem umfasst eine zentrale Steuereinheit 9, die über einen Feldbus 7 mit drei untergeordneten Segmentsteuermodulen 6 verbunden ist.
Die Segmentsteuermodule 6 kommunizieren ihrerseits über jeweils einen Kommunikationsbus 5 mit drei Stauplatz- Steuermodulen 4, an denen jeweils drei Stauplätze 1 mit ihren Stauplatzsensoren 2 und Stauplatzaktoren 3 angeschlossen sind.
Die Anordnung ist so getroffen, dass die Segmentsteuermo¬ dule 6 zum Zweck der Stauförderersteuerung mit den Stau¬ platz-Steuermodulen 4 kommunizieren, wobei am Kommunikati¬ onsbus 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 können.
Die Ansteuerung erfolgt über drei Hierarchiestufen in der Hardware sowie über zwei Bus-Systeme 5 und 7, wobei die Staufördererfunktionalität zur Entlastung der zentralen Steuereinheit und zur Vereinfachung der untersten Ebene in der mittleren Hierarchiestufe mittels Segmentsteuermodulen 6 realisiert ist.
Die Auswahl der Betriebsarten und Festlegung der Verhaltensweisen sowie die Überwachung der Betriebszustände erfolgt über die zentrale Steuereinheit 9, die zu diesem Zweck mit den Segmentsteuermodulen kommuniziert.
Die sicherheitsgerichteten E/A-Module 8 und die nicht- sicherheitsgerichteten E/A-Module 8 werden am selben Kommunikationsbus 5 zur gleichen Zeit mit den Stauplatz- Steuermodulen 4 gemischt und unabhängig von diesen betrieben .
Es kann das Konzept für unterschiedliche Staufördererausprägungen identisch gehalten werden, indem bei Bedarf lediglich die Stauplatz-Steuermodule 4 in der untersten Hie¬ rarchie-Ebene an die Schnittstellen und Ausführungen der Stauplätze 1 angepasst werden, wobei von Anfang an sowohl Motorrollen-betriebene als auch zentral angetriebene Stauplätze 1 berücksichtigt sind, sofern diese über jeweils einen digitalen Aktor 3 und zumindest einen digitalen Sensor 2 betrieben werden.
Es wird ein Blockabzug nicht nur statisch über Konfigurationsparameter festgelegt, sondern es ist auch ein dynami- scher Blockabzug möglich, mit dem die zentrale Steuereinheit oder ein ihr übergeordnetes System zu jedem Zeitpunkt bestimmen kann, für wie viele aufgestaute Gebinde ein Blockabzug erfolgen soll.
Die Erfindung, deren Struktur in Figur 1 dargestellt ist, berücksichtigt unterschiedliche Arten von Stauförderern mit demselben Konzept. Über Stauplatz-Steuermodule 4 erfolgt die etwa notwendige Hardware-Anpassung für die Sig- nale, die zur Steuerung und Überwachung des Stauplatzes erforderlich sind. Es kann sich dabei zum Beispiel um pneumatisch betätigte Stauplätze handeln, die mit digitalen Ein- und Ausgängen angesteuert werden, oder auch um Motorrollen, bei denen digitale Ein- und Ausgänge sowie Analogsignale zur Vorgabe der Drehzahl notwendig sind. Ein
Stauplatz-Steuermodul 4 kann einen einzigen oder aus Kostengründen auch einige wenige Stauplätze 1 bedienen.
In den Stauplatz-Steuermodulen 4 ist vorzugsweise keine Staufördererfunktionalität realisiert, sondern sie stellen ihre Ein- und Ausgänge über einen Kommunikationsbus 5 lediglich einem übergeordneten Segmentsteuermodul 6 zur Ver¬ fügung, auf dem die Staufördererfunktionalität realisiert ist .
Die Segmentsteuermodule 6 verfügen über einen Standard- Feldbus 7 als Verbindung zu einer zentralen Steuereinheit 9, wie zum Beispiel einer SPS. Da die Steuerung der Stau¬ förderer über das Segmentsteuermodul 6 erfolgt, ist die zentrale Steuereinheit 9 nicht mit diesen Aufgaben belastet . Über den Feldbus 7 ist jedoch ein Datenaustausch realisiert, mit dem die zentrale Steuereinheit jeden einzelnen Stauplatz 1 parametrieren kann. Weiters ist sie auch in der Lage, Betriebzustände und gegebenenfalls Fehler zu er- fassen. Im Fehlerfall liefert jedes Segmentsteuermodul 4 einen Fehlerstatus. Aufgrund dieser Informationen kann die zentrale Steuereinheit 9 den Betriebszustand sowie den genauen Grund und den Ort eines Fehlers vom Segmentsteuermodul 6 erfragen, so dass diese Daten einer mit der zentra- len Steuereinheit verbundenen Prozessvisualisierung zur
Verfügung stehen.
Seitens Betriebzuständen kann zum Beispiel durch die zentrale Steuereinheit 9 festgestellt werden, ob ein Stauplatz 1 läuft oder gestoppt ist, ob und an welcher Stelle sich
Gebinde befinden und wie viele Gebinde ab dem Ende des Stauförderers aufgestaut sind.
Eine Anlage kann, wie oft notwendig, mehrere voneinander unabhängige Stauförderer oder Stauförderersegmente enthalten. Position und Stauplatzanzahl für jeden Stauförderer können in der Segmentsteuereinheit 6 konfiguriert werden. Es ist seitens der Segmentsteuereinheit 6 auch vorgesehen, einzelne Stauplätze 1 nicht als Bestandteil eines Stauför- derers zu behandeln, sondern sie separat über die übergeordnete Steuereinheit 9 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 abge- schlössen ist, oder auch ein einzelner Stauplatz 1, bei dem nachfolgende Gebinde während der Aussteuerung eines Gebindes auf eine andere Förderstrecke angehalten werden müssen . Figur 2 zeigt die hierarchische Gliederung der Komponenten, wie sie beim erfindungsgemäßen Steuerungssystems zur Anwendung kommen.
In der Hierarchie über dem in dieser Erfindung beschriebenen Steuerungssystem befindet sich üblicherweise ein Rechner 10, oft Materialflussrechner oder Lagersteuerrechner genannt, der die Warenflüsse vorgibt und die dazu notwen- digen Instruktionen über ein Rechnernetzwerk 11 an die zentrale Steuereinheit 13 weiterleitet. Das Rechnernetzwerk 11 führt oft zu weiteren Teilnehmern 12, wie zum Beispiel Warenwirtschaftssystemen, Bildschirmarbeitsplätzen oder mobilen Terminals für die manuelle Kommissionierung oder Einlagerung von Waren. Die zentrale Steuereinheit 13, oft eine speicherprogrammierbare Steuerung SPS, verfügt dazu nach oben hin über einen Anschluss zu diesem Rechnernetzwerk 11 und nach unten hin über Schnittstellen zu ein oder mehreren Feldbussen 14. Der Feldbus 14 ist erfin- dungsgemäß mit ein oder mehreren Segmentsteuermodulen 16 verbunden. Der Feldbus 14 kann aber auch zu weiteren Teilnehmern 15 führen, wie zum Beispiel zu untergeordneten Maschinensteuerungen oder anderen logistischen Anlagenteilen. Jedes Segmentsteuermodul 16 verfügt über einen An- schluss zu einem standardisierten Kommunikationsbus 17, an dem sicherheitsgerichtete E/A-Module 20 und nicht-sicher- heitsgerichtete E/A-Module 19 angeschlossen sind. Der Kommunikationsbus 17 kann zu weiteren und andersgearteten Teilnehmern 21 führen, wie zum Beispiel drehzahlsteuerba- ren Motoren oder analogen Eingangsmodulen für die Erfassung von Messwerten. Die E/A-Module 19 und 20 verfügen ü- ber eine an die Aufgabenstellung angepasste Anzahl und Beschaffenheit von Ein- und Ausgängen 18. Figur 3 stellt einen Ausschnitt aus einer logistischen Anlage mit den erfindungsgemäßen Steuerungskomponenten dar. Der Feldbus 40, über den die Kommunikation mit der zentralen Steuereinheit und anderen Systemen der Anlage erfolgt, ist mit dem Segmentsteuermodul 41 verbunden, das über den Kommunikationsbus 42 und dessen Teilnehmern mit allen Sensoren und Aktoren des dargestellten Anlagenteils Daten austauscht. Zu den Teilnehmern am Kommunikationsbus 42 zählen im gegebenen Fall die nicht-sicherheitsgerichteten E/A-Module 25, die sicherheitsgerichteten E/A-Module 30 und die Signalsäule 34. An den nicht-sicherheitsgerichteten E/A-Modulen sind die Ausgänge mit Motoren 22 und Pneumatikventilen 23 belegt, die Eingänge mit optischen Sensoren 24. Bei den sicherheitsgerichteten E/A-Modulen sind im gegebenen Anlagenteil die Eingänge mit den Nothalt-Tastern 31 und dem Türkontakt 33 der Schutztüre 32 belegt.
Der Bereich Bl stellt ein Stauförderersegment für die Beförderung von Leerbehälterstapeln mit sechs Stauplätzen dar, die mit je einer Motorrolle 35 für jeden Stauplatz 36 realisiert sind. Die restlichen beiden Rollen der Stauplätze werden von der Motorrolle mitgetrieben.
In Förderrichtung folgt anschließend ein Entstapelmaschine AI, die mit einer Schutzumhausung und einer Schutztüre 32 versehen ist. Die Schütztüre verfügt über einen Sicherheitskontakt 33. Weiters ist an der Maschine ein Nothalt- Taster 31 angebracht. Das Öffnen der Schutztüre oder das Betätigen des Nothalt-Tasters wird der zentralen Steuereinheit über das sicherheitsgerichtete E/A-Modul 30, das SegmentSteuermodul 41 und den Feldbus 40 gemeldet, was die zentrale Steuereinheit zur sicheren Unterbrechung der Stromzufuhr für die Entstapelmaschine AI veranlasst, so dass an dieser Stelle keine weiteren Gefahren für Menschen oder Schäden an der Maschine bestehen. Die Signalsäule 34 an der Maschine gibt Auskunft über deren Betriebszustand. Die einzelnen Leuchten der Signalsäule werden über Kommunikationsbus 42, Segmentsteuermodul 41 und Feldbus 40 von der zentralen Steuereinheit geschaltet.
Aus der Entstapelmaschine AI kommen die Behälter verein¬ zelt am nachfolgenden Förderer an. Nach der Rollenkurve folgt ein weiteres aus zwei Stauplätzen bestehendes Stauförderersegment B2, das jedoch nicht mit Motorrollen, sondern mit einem zentralen Motor und pneumatischen Aktoren 28 betrieben wird.
Der Bereich A2 enthält eine Förderbandwaage 27 zum Ermitteln des Taragewichts eines jeden Behälters und eine Ausschleusstation mit einem pneumatischen Abschieber 26 in einen Bereich zur manuellen Kommissionierung von Waren. Alle Komponenten dieses Bereichs werden direkt von der zentralen Steuereinheit bedient. Das Segmentsteuermodul 41 trägt außer der Weiterleitung der Sensor- und Aktorsignale keine Funktionalität zur Steuerung dieses Bereichs bei.
Im nachfolgenden Bereich B3 befindet sich wieder ein Stauförderersegment mit sechs pneumatisch gesteuerten und zentral angetriebenen Stauplätzen.
Danach folgt der Bereich A3 mit einem Riemenumsetzer 29, der wiederum vollständig von der zentralen Steuereinheit bedient wird. Nach zwei weiteren pneumatischen Stauplätzen folgt nochmals ein Stauförderersegment B4 mit zwei pneumatischen Stauplätzen und ein weiterer Riemenumsetzer A4. Der anschließende Bereich A5 stellt ähnlich wie der Bereich A2 eine Ausschleusung in einen Kommissionierbereich dar. Darauf folgt ein Stauförderersegment B5 mit sieben Motorrollen-betriebenen Stauplätzen.
Der letzte Bereich A6 zeigt einen Bandförderer 37 mit drei nicht angetriebenen mit Rollen ausgeführten Sortierrampen 39, der wiederum vollständig von der zentralen Steuerein- heit bedient wird. Die Aussteuerzeitpunkte auf die Sortierrampen 39 werden mittels eines an einem E/A-Modul angeschlossenen Taktgebers 38 und die Wegverfolgung in der zentralen Steuereinheit bestimmt. Im Sortierbereich befindet sich weiters ein Nothalt-Taster 31, der mit einem si- cherheitsgerichteten E/A-Modul 30 verbunden ist.
Das Ausführungsbeispiel nach Figur 3 macht deutlich, wie Sicherheitsfunktionen mit sicherheitsunkritischen Steuerungsfunktionen sowie flexiblen zentralen Steuerungsmodu- len und standardisierten unterlagerten Stauförderer-
Steuermodulen 25 mit Hilfe des erfindungsgemäßen einheitlichen Steuerungssystems beliebig in einer Anlage kombiniert werden können. So erfolgt im dargestellten Anlagenteil die Steuerung für die Stauförderersegmente Bl, B2, B3, B4 und B5 im SegmentSteuermodul 41, die Steuerung für die Bereiche AI, A2, A3, A4, A5 und A6 in der zentralen Steuereinheit .
Aus Figur 4 sind die grundlegenden Datenflüsse zwischen der zentralen Steuereinheit 43, den Segmentsteuermodulen
54 und den E/A-Modulen 59, 60 und 61 ersichtlich. Der Feldbus ist dabei durch den Ring 50 und der Kommunikationsbus durch den Ring 58 dargestellt. Es existieren drei unterschiedliche Behandlungen auf dem Weg zwischen den E/A-Modulen und der zentralen Steuereinheit 43, je nachdem, ob es sich um sicherheitsgerichtete Ein- und Ausgänge 62, um nicht-sicherheitsgerichtete Ein- und Ausgänge 63 handelt, die von der zentralen Steuereinheit 43 bedient werden, oder um Ein- und Ausgänge für Stauförderer 64. Im Fall von sicherheitsgerichteten Ein- und Ausgängen werden spezielle sicherheitsgerichtete und geprüfte E/A- Module 59 eingesetzt. Diese Module, der Kommunikationsbus 58 und das SegmentSteuermodul , sorgen wie bei allen bekannten sicheren Bussen mit speziellen Kommunikationsme- chanismen dafür, dass sichere Ausgänge auch bei Übertra¬ gungsfehlern oder Ausfällen von Komponenten sicher abgeschaltet werden. Die Informationen dazu werden vom Segmentsteuermodul 59 durch den Funktionsblock 55 zwischen dem Kommunikationsbus 58, dem Feldbus 50 und der zentralen Steuereinheit in beide Richtungen 51 bzw. 47 weitergeleitet. Der Feldbus 50 sorgt ebenfalls mit den für ihn standardisierten Sicherheitsmechanismen für eine sichere Abschaltung bei Fehlerfällen. In der zentralen Steuereinheit 43 werden die Sicherheitsfunktionen mit ihren logischen Verknüpfungen entweder über eine eigene Hardware 45 oder über ein geschütztes Sicherheits-Programm-Modul 45 realisiert, dessen Verhalten spezifisch für die Anlage konfiguriert wird. Für sicherheitsunkritische Funktionen, die von der zentralen Steuereinheit 43 abgehandelt werden, leitet das Segmentsteuermodul 54 den Zustand der Eingänge 63 in jedem Buszyklus mittels Funktionsblock 56 über den Feldbus als Eingangsabbild 52 an die zentrale Steuereinheit weiter, wo sie vom anlagenspezifischen Programm-Modul 46 behandelt werden. Umgekehrt werden Ausgänge, die vom Programm-Modul 46 behandelt werden, über den relevanten Teil des Aus- gangsabbilds 48 der zentralen Steuereinheit 43, den Funktionsblock 56 im Segmentsteuermodul 54 und über den Kommunikationsbus 58 in jedem Buszyklus an die Ausgänge 63 des E/A-Moduls 60 weitergeleitet. Der Zustand von Ein- und Ausgängen 64 für Stauförderersegmente wird in jedem Zyklus am Kommunikationsbus 58 lediglich zwischen dem zugehörigen E/A-Modul 61 und dem Segmentsteuermodul 54 ausgetauscht. Die Steuerung der Stauförderersegmente läuft im Segmentsteuermodul 54 im Funkti- onsblock 57 selbständig ab. Die zentrale Steuereinheit hält jedoch anlagenspezifische Daten, aus denen Position, Anzahl, Typ und Betriebsparameter für jedes der Stauförderersegmente hervorgehen. Diese Konfigurationsdaten werden über die Schnittstelle 49 vom Programm-Modul 44 in der zentralen Steuereinheit 43 an den Funktionsblock 57 im
Segmentsteuermodul 54 weitergegeben, so dass bei Erstinbetriebnahme und bei einem Tausch des Segmentsteuermoduls 54 von Anfang an eine korrekte Funktionsweise gegeben ist. Weiters kann die zentrale Steuereinheit auch im Betrieb Kommandos über diese Schnittstelle 49 und den Funktionsblock 57 des Segmentsteuermoduls 54 weitergeben, die den Stauförderer veranlassen, ein oder mehrere Gebinde am Ende des Stauförderersegements freizugeben.
Über eine Abfrage von Statusinformationen über die
Schnittstelle 49 kann die zentrale Steuereinheit feststellen, ob der letzte Stauplatz des Stauförderersegments be- legt ist, und wie viele Gebinde sich auf diesem Stauförderersegment befinden.
Tritt an einem Staufördersegment oder an einem Stauplatz eine Störung auf, so wird das vom Funktionsblock 57 des
Segmentsteuermoduls 54 über einen Sammelstatus in der Sta¬ tusinformation 53 an den Funktionsblock 44 der zentralen Steuereinheit 43 signalisiert. Die zentrale Steuereinheit 43 kann daraufhin über die Kommandoschnittstelle 49 und eine zugehörige Rückmeldung in den Statusinformationen 53 den genauen Ort und Typ der Störung ermitteln. Störungen sind zum Beispiel das Hängenbleiben eines Gebindes an einem Stauplatz, das unkontrollierte Aufeinanderfahren von Gebinden, eine Überlast oder ein Defekt an einer Motorrol- le.
Der Funktionsblock 57 für die Steuerung von Stauförderersegmenten ist fest im Segmentsteuermodul 54 einprogrammiert. Er deckt alle Varianten an Stauförderern ab, die in einer Anlage vorkommen können, und wird von der zentralen
Steuereinheit 43 lediglich parametriert . Zur Parametrie- rung gehört auch die Anpassung der Stauförderersteuerung an die gegebene Fördergeschwindigkeit und die Vorgabe von Verzögerungszeiten für einen Blockabzug. Im Fall von Mo- torrollen kann die Geschwindigkeit während des Betriebs verändert werden.
Die Stauplätze werden so gesteuert, dass Gebinde innerhalb des Stauplatzrasters immer in geringstmöglichem Abstand ab dem Ende des Stauförderersegments gepuffert werden. Es können dabei auch Gebinde in geringstmöglicher Lücke gestaut werden, deren Länge über mehrere Stauplätze reicht. Stauplätze, auf denen kein Gebinde zu befördern ist, wer- den zu Energiesparzwecken abgeschaltet. Für einen vorgegebenen Teil oder ein gesamtes Staufördersegment kann seitens der zentralen Steuereinheit bestimmt werden, ob im Regelfall ein Einzelabzug oder ein Blockabzug erfolgt. Im Fall eines vorkonfigurierten Einzelabzugs kann die zentrale Steuereinheit 43 jedoch auch einen dynamischen Blockabzug auslösen, indem sie vorgibt, wie viele Gebinde zu einem Zeitpunkt per Blockabzug freigegeben werden. In Zusammenfassung bezieht sich die vorliegende Erfindung auf rein logistische Systeme für die Gebinde-, Karton- und Behälterfördertechnik, insbesondere für Stauförderer.
Es finden für die Steuerung vorzugsweise drei Hierarchie- stufen und zwei Busse/Netzwerke Verwendung, die in besonderer Weise konfiguriert und genutzt werden.
Die grundlegende technische Neuerung in der Staufördertech¬ nik besteht in der besonderen Aufgabenverteilung der Hie- rarchiestufen .
Auf der mittleren Hierarchiestufe ist die Staufördererfunktion insbesondere für Motorrollen bzw. für solche mit digitalen Stauplatzaktoren realisiert.
Die obere Hierarchiestufe, zum Beispiel SPS, steuert hingegen in direkter Form und unter Echtzeitverhalten alle anderen Komponenten an der Fördertechnik, die keine Stauförderer sind, sowie alle sicherheitsgerichteten Aktoren mit Hilfe der zugehörigen sicherheitsgerichteten Sensoren.
Echtzeitverhalten ist deshalb gegeben, weil sowohl die unterste Kommunikationsebene bzw. unterste Hierarchiestufe als auch die übergeordnete Ebene bzw. Stufe ausschließlich mit echtzeitfähigen Datenverbindungen wie z.B. AS-Interface und Profibus realisiert sind.
Für Systeme in der Lagerlogistik ist es aus Wartungs- und Hilfestellungsgründen wichtig, dass möglichst alle variablen und kundenspezifischen Funktionalitäten auf einem zentralen System realisiert sind, auf das auch per Fernwartung zugegriffen werden kann. Aus diesem Grund sind in der mittleren Hierarchiestufe erfindungsgemäß lediglich fixe Funktionen realisiert, wie sie für Stauförderer erforderlich sind.
Nachfolgend werden die vorgenannten Begriffe des Steuerungssystems der Figur 1 genauer beschrieben:
- Stauplatz
Der Stauplatz 1 ist der kleinste Abschnitt eines Stauförderers auf dem eine Gebinde angehalten werden kann. Er wird über zumindest einen Sensor 2 und einen Aktor 3 gesteuert. Ein Stauplatz kann zum Beispiel über mitgetriebene Förderrollen, Motorrollen, Förderbänder oder Kombinationen daraus realisiert sein. - Stauplatzsensor
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 ver- lässt, so dass es gegebenenfalls über diesen Stauplatz angehalten oder befördert werden kann und eine Überwachung des Stauplatz-Zustands durch übergeordnete Steuerungssysteme möglich ist. - Stauplatzaktor
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 .
- Stauplatz-Steuermodul
Das Stauplatz-Steuermodul 4 stellt die notwendigen Ein- und Ausgänge für ein oder mehrere Stauplätze zur Verfü- gung. Es ist auf die Sensor- und Aktor-Schnittstellen der jeweiligen Stauplätze angepasst und optimiert und enthält einen Anschluss für den Kommunikationsbus 5 zur Anbindung an das übergeordnete Segmentsteuermodul 6. Das Stauplatz- Steuermodul empfängt über den Kommunikationsbus 5 Informa- tionen, die in direkter oder indirekter Form an den Ausgängen ausgegeben werden, und liefert über diesen Bus Daten, die an den Eingängen anliegen.
- Kommunikationsbus
Der Kommunikationsbus 5 ist ein standardisierter Bus zur Datenübermittlung, an dem alle Stauplatz-Steuermodule 4 sowie handelsübliche E/A-Module zur Steuerung einer Anlage angeschlossen sind und über den diese mit dem übergeordne- ten Segmentsteuermodul 6 kommunizieren. - Segmentsteuermodul
Das Segmentsteuermodul 6 kommuniziert über einen Feldbus 7 mit der zentralen Steuereinheit 9 und über einen Kommuni- kationsbus 5 mit den Stauplatz-Steuermodulen 4 sowie den sicherheitsgerichteten und nicht-sichereitsgerichteten E/A-Modulen 8. Die Funktionalität der Stauförderer ist in diesem Segmentsteuermodul realisiert. Es empfängt Parameter und Befehle von der zentralen Steuereinheit 9 und lie- fert 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 zentralen Steuereinheit wie direkte Ein- und Ausgänge bzw. wie Ein- und Ausgänge an ihrem Feldbus darstellen.
- Feldbus
Der Feldbus 7 ist ein Standard-Feldbus, über den die zentrale Steuereinheit 9 mit anderen kompatiblen feldbusfähi- gen Komponenten und Systemen kommuniziert. Beispiele für einen solchen Feldbus sind Profibus, Profinet, Interbus-S, DeviceNet, Ethernet/IP, Powerlink, EtherCat und andere.
- Sicherheitsgerichetes E/A-Modul und nicht-sicherheits- gerichetes E/A-Modul Die E/A-Module 8 erfüllen selbst keine Steuerfunktion, stellen aber dem Segmentsteuermodul 6 oder einer zentralen Steuereinheit 9 digitale und/oder analoge Eingänge und Ausgänge für beliebige Steuervorgänge zur Verfügung. Si- cherheitsgerichtete 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 einer darüberliegenden Ebene überwacht bzw. re- dundant 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.
- Zentrale Steuereinheit
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 9 enthalten. Eine zentrale Steuereinheit 9 kann je nach Aufgabenstel¬ lung auch mit übergeordneten Serversystemen kommunizieren, von denen sie Bearbeitungsdaten erhält und an diese zu- rückmeldet.

Claims

Patentansprüche
1. Steuerungssystem zur Pufferung und Beförderung von Gebinden auf Förderstrecken mit Hilfe elektrischer Einrich- tungen,
gekennzeichnet durch
eine zentrale Steuereinheit [9, 13, 43], die über einen Feldbus [7, 14, 42, 50] mit einem oder mehreren untergeordneten Segmentsteuermodulen [6, 16, 41, 54] verbunden ist, welche über einen standardisierten Kommunikationsbus [5, 17, 42, 58] mit mehreren Stauplatz-Steuermodulen [4, 25, 61] kommunizieren, an denen ein oder mehrere Stauplätze [1, 28, 36] mit ihren Stauplatzsensoren [2, 24] und Stauplatzaktoren [3, 23, 35] angeschlossen sind, wobei die Stau- platz-Steuermodule zum Zweck der Stauförderersteuerung weder untereinander kommunizieren noch deren Gesamtfunktiona- lität abbilden, sondern diese Funktionalität in den Segmentsteuermodulen [6, 16, 41, 54] realisiert ist, wobei am Kommunikationsbus [.5, 17, 42, 58], an dem die Stauplatz- Steuermodule [4, 25, 61] angeschlossen sind, gleichzeitig nicht-sicherheitsgerichtete E/A-Module [8, 19, 25, 63, 64] und bei Bedarf sicherheitsgerichtete E/A-Module [8, 20, 30, 59] und/oder andere Steuerungskomponenten [21, 34] betrieben werden, deren Funktionen jedoch vollständig und trans- parent über die zentrale Steuereinheit [9, 13, 43] bestimmt werden .
2. Steuerungssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Ansteuerung über drei Hierarchiestufen in der
Hardware sowie über zwei Bus-Systeme [5, 7, 15, 17, 40, 42] erfolgt, wobei die Staufördererfunktionalität zur Entlastung der zentralen Steuereinheit [9, 13, 43] und zur Ver- einfachung der untersten Hierarchiestufe in der mittleren Hierarchiestufe mittels der Segmentsteuermodulen [6, 16, 41, 54] realisiert ist.
3. 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, 13, 43] erfolgt.
4. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
dass die sicherheitsgerichteten E/A-Module [8, 20, 30, 59] und die nicht-sicherheitsgerichteten E/A-Module [8, 19, 25, 63, 64] am selben Kommunikationsbus [5, 17, 42, 58] zur gleichen Zeit gemischt mit den Stauplatz-Steuermodulen [4, 25, 61] und unabhängig von diesen betrieben werden.
5. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
dass das Konzept für unterschiedliche Staufördererausprägungen identisch gehalten wird, indem lediglich die Stauplatz-Steuermodule [4, 25, 61] in der untersten Hierarchiestufe an die Schnittstellen und Ausführungen der Stauplätze [1, 36] angepasst werden, wobei von Anfang an sowohl Motor- rollen-betriebene [35] als auch zentral angetriebene Stauplätze [28] berücksichtigt sind, sofern diese über jeweils einen digitalen Stauplatzaktor [3, 23] und einen digitalen Stauplatzsensor [2, 24] betrieben werden.
6. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
dass die Anzahl an Stauplätzen [1, 28, 36] für einen Block- abzug nicht nur statisch über Konfigurationsparameter fix festgelegt wird, sondern auch ein dynamischer Blockabzug möglich ist, mit dem die zentrale Steuereinheit [9, 13, 43] oder ein ihr übergeordneter Rechner [10] zu jedem Zeitpunkt bestimmen kann, für wie viele aufgestaute Gebinde ein
Blockabzug erfolgen soll.
7. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
dass auf der mittleren Hierachiestufe lediglich fixe Funktionen realisiert sind, wie sie für Stauförderer erforderlich sind, insbesondere die Stauförderfunktion für Motorrollen mit digitalen Stauplatzaktoren [3, 23] , und dass auf der oberen Hierachiestufe, vorzugsweise eine Speicherpro- grammierbare Steuerung (SPS), alle variablen und kundenspezifischen Funktionalitäten realisiert sind,, wobei die obere Hierachiestufe in direkter Form und unter Echtzeitverhalten alle anderen Komponenten an der Fördertechnik steuert, die keine Stauförderer sind, sowie alle sicherheitsgerichteten Ein- und Ausgänge [62] mit Hilfe sicherheitsgerichteter E/A-Module [8, 20, 30, 59].
8. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
dass die Stauplatz-Steuermodule [4, 25, 61] so ausgebildet sind, dass sie an Förderstrecken geschützt untergebracht und bei Installation oder Austausch auf einfache Weise mit dem Kommunikationsbus und der notwendigen Spannungsversorgung für die Stauplatz-Steuermodule [4, 25, 61] sowie für die Stauplatzsensoren [2, 24] und Stauplatzaktoren [3, 23] verbunden werden können.
9. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
dass der Kommunikationsbus [5, 17, 42, 58] ein Bus nach den Standards EN50295 und IEC62026-2 ist.
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