antriebstechnik 12/2024

STEUERN UND

STEUERN UND AUTOMATISIERENFAHRERLOSE TRANSPORTSYSTEMESICHER UND UNABHÄNGIGKOMMUNIZIERENAGVs und AMRs übernehmen zunehmend Transportaufgaben in der Produktion,Intralogistik und im Dienstleistungssektor. Dadurch können Abläufeeffizienter und flexibler gestaltet werden. Um den hohen Anforderungen anDurchlaufzeiten und Flexibilität gerecht zu werden, bedarf es intelligenterGesamtlösungen. Moderne Sicherheitskonzepte sind dafür ebenso unverzichtbarwie robuste Technologien zur Übertragung sicherheitsgerichteter Daten überstandardisierte Kommunikationsnetze. Hinzu kommt eine reibungsloseKommunikation mit überlagerten Systemen, um zukünftig mehrFahrzeugintelligenz in die Edge oder Cloud verlagern zu können.Fahrerlose Transportsysteme (FTS) respektive AutomatedGuided Vehicles (AGV) sind innerbetriebliche flurgebundeneFördersysteme mit automatisch gesteuerten Fahrzeugen,deren Hauptaufgabe der Materialtransport ist. DieAGVs lassen sich auf verschiedene Arten betreiben, zum Beispielauf Schienen, Rädern oder einem magnetischen Leitsystem. DieFahrzeuge sind mit Sensoren und Kameras ausgestattet, damitsie ihre Umgebung erkennen und Hindernissen ausweichen. IhreCarsten Gregorius, Manager Strategic Product Marketing Safety;Özkan Öztürk, Manager System Design AGV, Vertical Market ManagementFactory Automation, beide Phoenix Contact Electronics GmbH, Bad PyrmontSteuerung erfolgt über eine zentrale Software, die den Transportauftragan das AGV sendet und die Beförderung überwacht.Zur Erledigung seiner Aufgaben benötigt ein AGV eine fest definierteRoute. Hindernisse werden durch die Sensorik erkannt,ihnen aber nicht ausgewichen. Im Gegensatz dazu sind AMRs(Autonomous Mobile Robots) in der Lage, durch die Unterstützungvon Künstlicher Intelligenz (KI) situative Entscheidungen zutreffen. Aufgrund der zuvor trainierten KI und geeigneter Sensorik,die ihre Umgebung aufnimmt, sowie durch die Übermittlung vonRohdaten, können AMRs navigieren und das Hindernis umfahren.NORMGERECHTE SICHERHEITDie sicherheitstechnischen Anforderungen zur Absicherung vonAGVs lassen sich aus der C-Norm EN ISO 3691-4 ableiten, die in22 antriebstechnik 2024/12 www.antriebstechnik.de

STEUERN UND AUTOMATISIERENder Ausgabe aus dem Jahr 2023 aktualisiert wurde. Fahrzeugemüssen anhalten, bevor es zum Kontakt zwischen den festen Teilendes Flurförderzeugs oder der Last und einer stehenden Personkommt. Die gesamte Breite des AGVs samt seiner Ladung ist dabeizu berücksichtigen. Hierfür werden Lidar-Systeme zur Personenerkennungeingesetzt, wie zum Beispiel Laserscanner. GemäßEN ISO 3691-4 müssen sicherheitsrelevante Steuerungsteile – wieetwa Personenerkennungssysteme – bis zu Performance Level dnach der Norm EN ISO 13849-1 konzipiert sein.SAFETY-SIGNALE ÜBER LOKALE I/O-MODULEDie Schutzfeldgröße des Scanners ist in Abhängigkeit von der tatsächlichenGeschwindigkeit des Flurförderzeugs zu steuern. Dabeigilt: Je schneller das AGV fährt, desto größer bemisst sich derAnhalteweg und folglich auch die Schutzfeldlänge des Scanners.In vielen Fällen reicht es aus, den Fahrbereich des AGVs mit zweiScannern abzusichern. Bedingt durch die Fahrtrichtung wirdjedoch immer nur ein Scanner von der lokalen Sicherheitssteuerungausgewertet. Dafür können unterschiedliche technischeLösungen zum Einsatz kommen.Eine komfortable Möglichkeit besteht darin, sicherheitsrelevantenInformationen über ein standardisiertes Safety-Protokollwie Profisafe auszutauschen. Je nach Datenbreite lassen sichdie einzelnen Feldsätze des Scanners so feingranular und abhängigvon der Geschwindigkeit ansteuern.Sicherheitsrelevante Signale können alternativ auch über lokaleI/O-Module zwischen der Sicherheitssteuerung und dem Scannerübertragen werden. In diesem Fall erfolgt die Erfassung derGeschwindigkeitssignale über Encoder, deren Weiterverarbeitungim konfigurierbaren Sicherheitssystem PSRmodular von PhoenixContact stattfindet. Mit speziellen AGV-Funktionsbausteinenkann aus zwei Encoder-Signalen die Differenzgeschwindigkeitermittelt werden, etwa bei einer Kurvenfahrt. So lassen sich optimaleBewegungsprofile konfigurieren und bauliche Gegebenheitenberücksichtigen, etwa bei engen Fahrtrassen.SICHERHEITSGERICHTETE KOMMUNIKATIONAGVs werden oft in sogenannten Dark Warehouses genutzt. Diesenahezu vollständig automatisierten Lager- und Logistikzentrenkommen praktisch ohne Bedienpersonal aus. Sofern die AGVsnicht über eine lokale Personenerkennung verfügen, sind Schutzumhausungenerforderlich, wobei der Zugangsbereich durch beweglichtrennende Schutzeinrichtungen mit Verriegelungen abgesichertwird. Darüber hinaus wirken sich globale Not-Halt-Signalevon den Bedienstellen auf jedes einzelne Flurförderzeug aus.Für die sicherheitsgerichtete Kommunikation in diesem Umfeldist die Safety Bridge Technology (SBT) von Phoenix Contactbesonders geeignet. Ein lauffähiges SBT-System setzt sich aussicheren Ein- und Ausgangsmodulen sowie Logikmodulen zusammen.Das Logikmodul fungiert als zentraler Bestandteil einerSafety-Bridge-Installation. Es generiert und kontrolliert dassicherheitsgerichtete Übertragungsprotokoll und bearbeitet dielogischen Verknüpfungen der parametrierten Sicherheitslogik.Für die Dark-Warehouse-Applikationen wird die AGV-Flotte inverschiedene Gruppen unterteilt. Die SBT-Logikmodule überwachenjeweils eine Gruppe von maximal 15 Flurförderzeugen.Übergeordnet steuert ein SBT-Logikmodul den sicherheitsgerichtetenDatenaustausch zwischen den Gruppen. Jedes AGVempfängt auf der Gegenseite wiederum die übergeordneten Not-Halt-Signale zur Weiterleitung an die lokale PSRmodular-Sicherheitssteuerungdes AGVs.01 Schutzfeldumschaltung beim AGV inAbhängigkeit von der Geschwindigkeit02 Sicherheitseinrichtungen an einemAutomated Guided Vehicle01Seilzugsensor fürPositionierung der GabelPLbSensor für Navigation,Lokalisierung undUmgebungserfassungPLdNot-Halt-TasterPLdSensor für Navigation,Lokalisierung undUmgebungserfassungPLdGeschwindigkeits- undRichtungssteuerungPLcBremssystemsteuerungPLd02www.antriebstechnik.de antriebstechnik 2024/12 23