Industrial Ethernet Switch überwacht die Kommunikation im Logistikcenter

Für ein starkes Netzwerk

Geringe Übertragungszeiten, hohe Verfügbarkeit, Echtzeit und vor allem hohe Zuverlässigkeit sind wichtiger denn je. Es gilt, die Netze zu überwachen, um Hinweise auf Schwachstellen rechtzeitig zu erkennen, möglichst bevor es zu einer Störung kommt. Leistungsfähige Infrastrukturkomponenten wie Switches, die die Netzwerkqualität überwachen, gleichzeitig aber auch Daten speichern sowie visualisieren und Warnungen generieren, spielen in diesem Zusammenhang eine wichtige Rolle, zum Beispiel in modernen Omni-Channel-Logistikzentren.
 Kernstück der Lösung ist das Stingray Shuttle-System mit über 700.000 Stellplätzen, das Neuware und Retouren auf produktschonenden Tablaren vollautomatisch ein- und auslagert sowie die manuellen Kommissionierarbeitsplätze versorgt.
Kernstück der Lösung ist das Stingray Shuttle-System mit über 700.000 Stellplätzen, das Neuware und Retouren auf produktschonenden Tablaren vollautomatisch ein- und auslagert sowie die manuellen Kommissionierarbeitsplätze versorgt.Bild: TGW Logistics Group

Das neue europäische Zentrallager von Puma am Standort Geiselwind soll verschiedene Vertriebskanäle bedienen und Bestellungen aus ganz Europa abwickeln. Voraussetzung dafür ist eine effiziente Intralogistik, die durch den österreichischen Hersteller TGW Logistics geliefert wurde.

 Der Switch überwacht Ableitströme permanent über das 
gesamte Frequenzspektrum (20kHz) und macht so Ursachen und Zusammenhänge für EMV-Störungen nachvollziehbar.
Der Switch überwacht Ableitströme permanent über das gesamte Frequenzspektrum (20kHz) und macht so Ursachen und Zusammenhänge für EMV-Störungen nachvollziehbar.Bild: Indu-Sol GmbH

Shuttle-System mit Hochleistungshebern

Kernstück der Lösung ist das Stingray Shuttle-System mit über 700.000 Stellplätzen, das Neuware und Retouren auf produktschonenden Tablaren vollautomatisch ein- und auslagert sowie die manuellen Kommissionierarbeitsplätze versorgt. Die Gesamtlänge der energieeffizienten Fördertechnik, die alle Bereiche miteinander verbindet, beträgt mehr als 21km. 24 Hochleistungsheber mit ein oder zwei unabhängig verfahrbaren Hubtischen sorgen für die richtige Zuteilung der Shuttles in die einzelnen Etagen des Regals, um die Lagerplätze hocheffizient und performant zu erreichen.

Wie alle anderen Komponenten des Intralogistik-Systems im Zentrallager kommunizieren auch die Heber über Profinet mit der übergeordneten Steuerung. Diese Kommunikation muss sicher und zuverlässig ablaufen, damit die hochautomatisierte Lagertechnik reibungslos ohne außerplanmäßige Stillstandszeiten funktioniert. Selbst kleinste Anomalien gilt es deshalb aufzuspüren, damit ernsthafte Fehler erst gar nicht entstehen. Diese Aufgabe übernehmen an den Hebern Switches vom Netzwerkspezialisten Indu-Sol . Die Promesh P9 kümmern sich um die Netzwerküberwachung. Pro Heber sind heute je nach Anzahl der Hubtische zwei bis drei dieser smarten Manager im Einsatz. Aufgrund ihrer geringen Abmessungen finden die für die Hutschienenmontage ausgelegten Switche problemlos im Schaltschrank der Heber Platz, die ebenfalls möglichst kompakt ausgelegt werden mussten.

 Hochleistungsheber mit ein oder zwei unabhängig 
verfahrbaren Hubtischen sorgen für die richtige Zuteilung der Shuttles in die einzelnen Etagen des Regals.
Hochleistungsheber mit ein oder zwei unabhängig verfahrbaren Hubtischen sorgen für die richtige Zuteilung der Shuttles in die einzelnen Etagen des Regals. Bild: Indu-Sol GmbH

Leistungsfähige Manager

Thomas Wimmer, Project Manager R&D Smart Mechatronics bei TGW erklärt, warum die Wahl auf diese Switches fiel: „Profinet war für uns essenziell, weil darüber beispielsweise auch die Kamerasysteme an den Hebezeugen kommunizieren. Aufgrund der Kabellängen war für uns eine besondere Anforderung, dass auch Ableitströme gemessen werden.“ Diese Potentialausgleichsströme, die über den Schirm der Datenleitungen in die Geräte gelangen, können zu Unregelmäßigkeiten im Datenverkehr führen. Um das zu verhindern, überwacht eine integrierte Messschaltung im Switch diese Ströme permanent und speichert bei Überschreitung die Werte einschließlich des Frequenzverlaufs.

Mit einer kontinuierlichen Messung über das gesamte Frequenzspektrum (20kHz) sowie einer Erfassung von Mittelwerten (RMS-Messung) und Spitzenwerten (Peaks) werden zudem Ursachen und Zusammenhänge für EMV-Störungen nachvollziehbar. Übersteigt dieser Ableitstrom vordefinierte Schwellwerte, so stellt dies eine Gefahr für die störungsfreie Kommunikation dar und eine zielgerichtete Warnung wird ausgegeben. Mit dieser Funktion trägt der Switch gleichzeitig einer Handlungsempfehlung der Nutzerorganisation Profibus & Profinet International mit dem Titel ‚Funktionserdung und Schirmung von Profibus und Profinet‘ Rechnung. In ihr wird ganz klar die Forderung gestellt, eine Überwachungsmöglichkeit zur Prüfung des aktuellen Schirmstromniveaus vorzusehen.

„Ebenso wichtig war die millisekundengenaue Darstellung der Netzlast. Hier konnten wir kurzzeitige Lastspitzen detailliert erkennen. Hinzu kam der weite Betriebstemperaturbereich der Geräte. Dadurch können wir die gleichen Switche beispielsweise auch bei Projekten in Kühlbereichen einsetzen“, fährt Thomas Wimmer fort. Der Switch hat aber noch mehr zu bieten: Er erfüllt die Vorgaben an die Conformance Class B, ließ sich einfach in die Automatisierungsumgebung einbinden und wird den Anforderungen an die EMV-Festigkeit gerecht. Zusätzlich werden eine Vielzahl nützlicher Managementfunktionen unterstützt wie IGMP Snooping, VLAN, QoS, SNMP und er verfügt pro Port über vier Prioritätswarteschlangen.

Bedienoberfläche und Alarmmanagement

Neben diesen Funktionen bietet der Switch eine anwenderorientierte Bedienoberfläche. Das Webinterface stellt direkt auf der Startseite die Portbelegung und wichtige Informationen zu Portstatus auf einen Blick dar und visualisiert diese für den Anlagenbetreiber übersichtlich in Ampelfarben. So werden beispielsweise neben der prinzipiellen Verfügbarkeit und Nachbarschaftserkennung eines Ports die Netzlast, Discards und Errors erfasst, mit voreingestellten Triggerwerten permanent abgeglichen und im Fall der Fälle Warnungen ausgegeben. Ein Alarmmanagement über einen potentialfreien Kontakt, per E-Mail, zentraler SNMP-Abfrage oder direkt an die SPS stellen eine rechtzeitige Warnung vor dem Ausfall sicher. Alle Unregelmäßigkeiten werden intern dokumentiert und als Snapshot festgehalten.

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