Material automatisiert bereitstellen

IoT-Funksensorlösungen der WILSEN-Serie von Pepperl+Fuchs als autarke Sensoreinheit garantieren ein schnelles und zuverlässiges Retrofit. 

Bei der Bereitstellung und Abholung von Material gibt es in der Produktionslogistik eine Vielfalt möglicher Situationen und Prozesse, für deren Automatisierung Zustandsdaten benötigt werden. So werden zum Bei spiel Behälter von fahrerlosen Transportsystemen (FTS, AGV) zu definierten Stellplätzen gebracht. Hier wird zuvor überprüft, ob der Platz frei ist. Am belegten Stellplatz wird der Füllstand des Behälters kontrolliert, damit die Abholung eines leeren Gebindes und die Nachschublieferung möglichst punktgenau ausgelöst werden können. Auf Materialbereitstellungswagen oder in Kanban-Regalen wird ermittelt, wann eine Meldegrenze oder ein kritischer Schwellenwert erreicht ist. In vielen Fällen ist die Installation kabelgebundener Sensoren für solche Aufgaben zu teuer und aufwendig oder technisch nicht möglich. Deshalb werden bisher oft Personen für eine manuelle Prüfung eingesetzt.  

Das Ziel 

Die Prüfaufgabe soll mit möglichst geringem Aufwand automatisiert werden und auch mobile Applikationen wie Materialbereitstellungswagen einbeziehen. Die Lösung soll – auch nachträglich – kostengünstig und einfach zu installieren sein („Retrofit“). Der eingesetzte Sensor sollte autark funktionieren, eine lange wartungsfreie Betriebszeit gewährleisten und industrietaugliche Robustheit aufweisen. Die Datenkommunikation soll leicht in die vorhandenen Strukturen integriert werden können. Zudem ist eine möglichst einfache Inbetriebnahme gefordert. Die Prüfung soll dennoch wie gewohnt mit hoher Zuverlässigkeit erfolgen. 

Die Lösung 

Das WILSEN-Konzept umfasst autarke Sensoren mit einer batteriebetriebenen Zentraleinheit, die per LoRaWan mit der übergeordneten IoT-Plattform kommuniziert. Die stromsparende Funktechnik erlaubt eine Batterielaufzeit von bis zu zehn Jahren. Die intuitive WILSEN-App ermöglicht eine einfache Inbetriebnahme und Parametrierung vor Ort. Der Downlink-Kanal erlaubt den Fernzugriff auf den Sensor. Die Geräte sind in einem stabilen Kunststoffgehäuse mit der Schutzart IP66/67 untergebracht.  

Die Geräteversionen  

WILSEN.sonic – Ein Ultraschallsensor (Messdistanzen: 2,5, 4 oder 7 m) ist in die Zentraleinheit integriert. Das Gerät kann unter anderem den Status von Stellplätzen (frei/belegt) kontrollieren oder den Füllstand von Behältern millimetergenau messen. 

WILSEN.node – Mehrere hundert Sensoren aus dem Portfolio von Pepperl+Fuchs lassen sich auf einfache Art und Weise anbinden – zum Beispiel induktive und kapazitive Geräte. Diese sind für unterschiedliche kontaktlose Detektionsaufgaben geeignet. Kapazitive Sensoren können beispielsweise zur Detektion von nicht-metallischen Materialien wie Kunststoffbehältern oder Kartonagen auf Bereitstellungswagen verwendet werden, während induktive Sensoren metallene Objekte erkennen. Das Spektrum erstreckt sich hier von kleinen Bauteilen wie Schrauben bis hin zu großen Gegenständen, wie beispielsweise einer Autotür. 

Die Vorteile 

Die PTFE-Beschichtung des Ultraschallwandlers beim WILSEN.sonic macht ihn resistent gegen Funktionseinschränkung durch anhaftenden Staub oder Flüssigkeiten. Der Wilsen.node kann mit verschiedenen Sensortypen kombiniert werden, um komplexe Detektionsaufgaben zu lösen. Die Geräte der Wilsen-Serie können in jedes LoRaWan-Netz eingebunden werden, ohne laufende Kosten oder Lizenzgebühren. 

Autor: Daniel Möst, Technology Manager New Business Development, Pepperl+Fuchs SE, Mannheim 

Bilder: Pepperl+Fuchs SE