Die SPS in der Logistik, der erste Schritt zur Automatisierung des Lagers

Der wachsende Einsatz speicherprogrammierbarer Steuerungen (SPS oder PLC) in der Logistik ging mit der Automatisierung von Lagern und Produktionszentren einher. Es handelt sich um robuste Prozessoren zur Ausführung eines Automatisierungsprogramms in logistischen und industriellen Umgebungen.

Mit anderen Worten: Es handelt sich um die Vorrichtungen, die für die Verarbeitung der Anweisungen und die Ausführung der programmierten Bewegungen sorgen, damit die automatische Anlage ordnungsgemäß funktioniert.

Was ist eine SPS oder speicherprogrammierbare Steuerung?

Die speicherprogrammierbare Steuerung (auf Englisch: programmable logic controller) ist der Grundstein der industriellen Automatisierung. Viele automatische Lagersysteme stützen sich auf einen industriellen PLC-Prozessor, der die Automatisierung ihrer Bewegungen erleichtert. Das Kürzel PLC ist im Zusammenhang mit der Robotik nicht mit Power Line Communications zu verwechseln, d. h. mit der Technologie, die den Informationsaustausch über Hochspannungsleitungen ermöglicht.

Eine SPS funktioniert wie folgt: Der Prozessor kommuniziert mit einer übergeordneten Software welche die von der Lagerverwaltungssoftware erhaltenen Informationen verarbeitet und Aufgaben nach den vorprogrammierten Regeln ausführt. Diese Mikroprozessoren sind in der Regel robuster als ein PC und arbeiten in Echtzeit: Sie empfangen Informationen über die Eingangskanäle und führen die Bewegungen der Maschine über die Ausgangskanäle aus.

Komponenten einer SPS

Die Grundstruktur einer SPS ist der eines PC ähnlich und besteht aus Folgendem:

• CPU: Zentrale Prozessoreinheit , die jede einzelne programmierte Anweisung interpretiert.
• Netzteil: Komponente , welche die CPU und die übrigen Elemente der SPS mit Energie versorgt.
• Speichermodul: Verfügbarer Platz des Prozessors, an dem alle zur Ausführung der Steuerungsaufgabe notwendigen Informationen gespeichert werden.
• Eingänge und Ausgänge: analoge und digitale Module zur erfolgreichen Ausführung der SPS. Die Eingänge verarbeiten die Informationen der übergeordneten Software, während die Ausgänge die physische Verbindung zwischen dem PC und dem Roboter, der sich bewegen muss
• , ermöglichen.
• Programmiereinheit: Hardware- und Softwarepaket, das es der SPS ermöglicht, die Anweisungen, die sie von anderen Programmen erhält, in der einen oder anderen Programmiersprache zu interpretieren.

Die Programmierung dieser Roboter erfolgt mit Sprachen wie Ladder, die bei diesen Geräten, die auf Kontaktdiagrammen und klassischen Kontrollschemen beruhen, sehr beliebt sind. In den letzten Jahren wurden die IEC-Sprachen integriert, welche die Nutzung desselben Programms auf SPS verschiedener Hersteller ermöglichen

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Unterschiede zwischen PC und SPS

Die speicherprogrammierbaren Steuerungen werden häufig mit den verschiedenen Steuerungs-PCs verwechselt, die an jeder Arbeitsstation eines Lagers existieren. Beide können die Bewegungen eines Industrieroboters aufgrund der von einer übergeordneten Software empfangenen Informationen verwalten. Außerdem verfügen beide Hardwaresysteme über eine Struktur ähnlich einer CPU und eine Reihe von Eingangs- und Ausgangssignalen und Speichern.

Allerdings verfügen die speicherprogrammierbaren Steuerungen über kein Betriebssystem, was ihre Implementierung in Datenbanken verhindert. Im Gegenteil dazu arbeitet ein PC mit einem Betriebssystem, auf dem eine Software wie Galileo installiert werden kann (die Mecalux bei seinen Installationen verwendet), die Informationen über den Status der Installation sammelt und Anweisungen für die Aktivierung der Bewegung der automatisierten Systeme erhält.

In jedem Fall verfügt eine SPS gegenüber einem für die Industrie geeigneten PC über zahlreiche Vorteile: Sie bietet die Möglichkeit der Integration von Sicherheitsprogrammen mit sichereren Ein- und Ausgängen, was ideal für jene Prozesse ist, bei denen es keinen Spielraum für Fehler gibt.

Außerdem sind speicherprogrammierbare Steuerungen ein perfektes Tool für den Logistik- und Produktionssektor, da sie robuster sind und speziell mit Schutzvorrichtungen in komplexen Umgebungen (mit Hochfrequenzvibrationen, Korrosion oder Temperaturschwankungen) konzipiert wurden.

Mecalux verwendet bei seinen Anlagen eine Kombination von PC und SPS und nutzt die Vorteile , die diese beiden Vorrichtungen bieten.

Funktionen und Anwendungen der SPS in Lagern

SPS sind das erste Glied in der Automatisierung eines Lagers, da sie heute bei allen Robotersystemen eingesetzt werden. Diese robusten Prozessoren arbeiten ähnlich wie ein Desktopcomputer, nur dass ihre Funktionen speziell an Industrieumgebungen angepasst sind. Warum? Die von PCs verwendeten Betriebssysteme sind weniger stabil als die SPS, außerdem wurden sie nicht speziell dafür konzipiert, den Arbeitsbedingungen in der Industrie und in Lagern standzuhalten.

SPS werden gewöhnlich in industriellen Prozessen installiert, die wenig Platz brauchen, eine Steuerung von Prozessen benötigen oder mehrere Abfolgen anwenden, um verschiedene Aufgaben durchzuführen. Aufgrund ihrer hohen Widerstandsfähigkeit sind sie das ideale Tool für die Ausführung automatisierter Bewegungen eines Lagers: vom Pick-and-Place-Roboter der Kommissionierungsstationen in der Automobilindustrie bis zu den automatisierten Lagersystemen für Waren im Chemie- oder Pharmasektor. Die überwiegende Mehrheit der automatischen Lager- oder Transportsysteme, wie Miniload oder Behälterfördersysteme, wird über SPS gesteuert.

Das Verhältnis zwischen SPS, WCS und WMS

Eine SPS ist die Hardware, in der ein Spezialprogramm untergebracht ist, um die Informationen zu interpretieren, die sie von einer übergeordneten Software erhält, und die Bewegungen durch die automatisierten Systeme auszuführen.

Ein WCS (Warehouse Control System) wiederum ist die übergeordnete Software, welche Daten an die SPS oder den Industrie-PC zur Steuerung der Maschinen übermittelt. Dieses Informatikprogramm verwaltet die Elemente, die den Warenausgang und die Verwaltung der Stellplätze steuern. Es steuert nicht zuletzt alles, vom Verkehr der Palettenfördersysteme bis zu den Regaleingängen der Kommissionierung und jedem automatisierten Element.

Allerdings gibt es noch ein drittes Logistikprogramm, das als „Gehirn des Lagers“ fungiert: Es zeigt dem WCS an, welche Anweisungen an die SPS zu senden sind, und zwar abhängig von den Stellplatzkriterien, Kommissionierungsstrategien oder den parametrierbaren Versandrouten und vielen anderen Variablen. Diese Software ist das Lagerverwaltungssystem (LVS).

SPS, eine Grundsäule der industriellen Automatisierung

Die Koordination zwischen den verschiedenen automatisierten Systemen - per SPS oder über einen PC mit integrierter Software - ist der Schlüssel zu einem effizienten und produktiven Lager. Darüber hinaus gewinnt die industrielle Automatisierung in den Logistikzentren zunehmend an Bedeutung: Der neuesten Studie des Beratungsunternehmens LogisticsIQ zufolge wird erwartet, dass der Umsatz auf diesem Sektor 2026 mehr als 30.000 Millionen Dollar betragen wird.

In diesem Zusammenhang stützt sich der ordnungsgemäße Betrieb des automatisierten Lagers auf Systeme, welche die Synchronisierung zwischen allen automatisierten Systemen sicherstellen, indem sie die Sicherheit, Produktivität und Effizienz der Anlage fördern.

Wir stützen uns bei Mecalux auf ein Team von Experten für die Gestaltung und Implementierung eines automatisierten Lagers, das an Ihre Produkte, Ihre Einrichtung und Anforderungen angepasst ist. Sie können uns gerne kontaktieren. Ein fachkundiger Berater wird Sie hinsichtlich der besten Lösung zur Steigerung Ihrer Logistikleistung beraten.