SPS in der Automatisierung: Was ist das und welche Funktionen hat es?

SPS und Automatisierung gehen Hand in Hand. Eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) ist zu einem unverzichtbaren Hilfsmittel für die industrielle und technologische Entwicklung aller Unternehmen geworden.

Immer mehr Unternehmen setzen auf die Automatisierung der Logistik, um einen höheren Durchsatz in ihren Lagern zu erreichen. In einem sich ständig wandelnden Markt mit 24-Stunden-Lieferungen und sich ändernden Verbrauchergewohnheiten sorgt die Automatisierung für Schnelligkeit und Zuverlässigkeit bei der Beförderung großer Mengen von Waren.

Was ist eine SPS?

Eine SPS ist ein Industriecomputer mit einer grundlegenden Funktion: Sie steuert die Bewegungen von automatisierten Handhabungsgeräten im Lager wie Regalbediengeräten oder Förderanlagen. Zu diesem Zweck aktiviert und deaktiviert sie elektrische Geräte wie Signallampen, Relais oder Motoren an den einzelnen Maschinen.

Eine der Besonderheiten von SPS ist, dass sie in Echtzeit arbeiten, d. h. sie können innerhalb von Millisekunden reagieren und Maschinenbewegungen auslösen.

SPS bestehen grundsätzlich aus verschiedenen Komponenten, und zwar: einer CPU – die zentrale Einheit, die das Programm verarbeitet und die systembezogenen Daten speichert – und Modulen, die eine physische Verbindung zwischen dem Industriecomputer und den zu bewegenden automatischen Systemen ermöglichen. Die speicherprogrammierbare Steuerung benötigt auch Hardware und Software, um die Anweisungen und Funktionen zu interpretieren, die von den einzelnen Maschinen auszuführen sind.

Die SPS verarbeitet die Informationen, die von den Sensoren und Eingabegeräten an den einzelnen Maschinen empfangen werden, und sendet Befehle an die Handhabungsgeräte. Stellen wir uns z. B. vor, dass ein Förderband eine Palette automatisch zu einem Aufzug befördert. Wenn der Sensor das Produkt erkennt, befiehlt die SPS die Übergabe der Palette an den Aufzug und ihre anschließende Beförderung auf die entsprechende Ebene.

Durch die Digitalisierung und Automatisierung aller Warenbewegungen kann die SPS auch Daten in Echtzeit überwachen und aufzeichnen, z. B. die Betriebstemperatur oder die Maschinenleistung.

Wie funktioniert eine SPS?

Die speicherprogrammierbare Steuerung verwendet normalerweise einen Feldbus, d. h. ein industrielles Kommunikationsnetzwerk, das das System mit den verschiedenen Komponenten eines automatischen Lagers verbindet: Sensoren, Elektromotoren, Ventile, Schalter usw. SPS können auch mit Sicherheitsvorrichtungen ausgestattet werden, die den zuverlässigen Betrieb der Maschinen gewährleisten und jegliche Fehlermöglichkeit minimieren.

Die SPS arbeitet in der Regel mit einem SCADA-System (Supervisory Control And Data Acquisition) zusammen, einem digitalen Tool zur Überwachung und Erhebung von Daten, das die Entscheidungsfindung im Lager erleichtert: Es liefert Informationen über den Status einer Maschine oder die Position und Richtung einer sich bewegenden Palette. Über eine HMI (Human Machine Interface) können die Logistikverantwortlichen bestimmte Bewegungen anzeigen und anordnen oder Arbeitsbereiche mit mehreren Maschinen reaktivieren.

Eine einzige SPS kann in einem Logistikzentrum die Bewegungen mehrerer automatisierter Systeme steuern. Einige Maschinen, wie z. B. die Palettenregalbediengeräte von Mecalux, verfügen über eine eigene integrierte SPS. Diese hochmodernen automatischen Geräte verfügen über eine eigene speicherprogrammierbare Steuerung zur Kontrolle der Positionierung, Geschwindigkeit und Beschleunigung, um ein höheres Arbeitstempo zu erzielen. Die Regalbediengeräte werden an die Bedürfnisse des jeweiligen Lagers hinsichtlich der Ladekapazität, der Abmessungen der Waren, der Bauhöhe oder der erforderlichen Zyklen angepasst.

SPS, WCS und LVS: Unterschiede und Funktionen

In einem automatischen Lager kommen verschiedene Software- und Hardwareelemente zum Einsatz:

• Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS). Eine Hardware, die Informationen von übergeordneten Softwareprogrammen interpretiert, um die Ausführung von automatisierten Systembewegungen zu befehlen.
• Lagersteuerungssoftware (WCS). Eine Anwendung, die die Entwicklung und Simulation des SPS-Programms ermöglicht, das die Bewegungen der automatischen Elemente eines Lagers steuert und koordiniert.
• Lagerverwaltungssoftware (LVS). Sie organisiert den Warenein- und -ausgang und synchronisiert die automatischen Lagerabläufe mit den Bewegungen der Bediener, neben vielen anderen Prozessen.

Durch die Koordination zwischen den drei Systemen werden die Durchführung von Abläufen und die Einhaltung der erforderlichen Zyklen erleichtert.

SPS und Lagersteuerungssoftware von Mecalux

Die automatischen Handhabungsgeräte können gemäß den Anweisungen einer SPS oder eines Industrie-PCs mit Easy WCS, der Lagersteuerungssoftware von Mecalux, eingesetzt werden.

Easy WCS wurde entwickelt, um Anweisungen in einer strukturierten Textsprache zu kompilieren und auszuführen. Die Software ist kompatibel mit dem IEC-Standard für SPS zur Steuerung von Warenbewegungen und der Verwaltung von Stellplätzen in einem automatischen Lager.

Das Programm speichert in seiner internen Bibliothek alle Informationen zu den einzelnen Maschinen auf drei Ebenen:

• Mechanisch. Die Software speichert die technischen Daten jeder Maschine und kann jedes Element in drei Dimensionen animieren.
• Elektrisch. Easy WCS zeichnet auch auf, welche elektrischen Komponenten in den einzelnen Maschinen eingebaut sind und wie sie gesteuert werden.
• Software. Das System enthält die Anweisungen, die den Betrieb der einzelnen Maschinen und die auszuführenden Bewegungen sicherstellen.

Die Arbeit mit Easy WCS bringt Vorteile mit sich, wie z. B. die Möglichkeit, eine Simulation des automatischen Lagers durchzuführen. Die Software der einzelnen Maschinen kann ihre Funktionen entsprechend den Besonderheiten der jeweiligen Anlage ändern und anpassen.

Durch die Überwachung aller Elemente im automatischen Lager kann Easy WCS eine virtuelle Darstellung aller Elemente der Anlage erstellen, von den Waren bis hin zu den Lagersystemen und Handhabungsgeräten. Mithilfe einer Simulation können Unternehmen Prozesse in einer virtuellen Umgebung visualisieren, um Entscheidungen zu treffen und Änderungen einzuführen, ohne dass der Betrieb unterbrochen werden muss.

SPS und Automatisierung: eine strategische Allianz

Die SPS sind ein unverzichtbares Hilfsmittel in automatischen Lagern. Sie werden eingesetzt, damit die robotergestützten Handhabungsgeräte die geplanten Zyklen erfüllen und die Waren auf organisierte Weise handhaben.

Angesichts einer zunehmend anspruchsvolleren Logistik suchen Unternehmen nach Lösungen, um ihren Kunden einen effizienten Service ohne Kostenüberschreitungen zu bieten. Eine der sinnvollsten Optionen ist die Automatisierung, die mit einer SPS optimiert zu einer strategischen Allianz werden kann, um das Geschäft voranzutreiben und die sich ändernden Verbraucherwünsche zu erfüllen.

Wir verfügen bei Mecalux über eine langjährige Erfahrung im Bereich der Planung und Entwicklung automatisierter Anlagen für alle Arten von Unternehmen. Wenn Sie eine Automatisierung Ihrer Lieferkette in Erwägung ziehen, wenden Sie sich an uns und wir werden eine für Ihr Unternehmen passende Lösung finden.