Zur Objekterkennung kommen unter anderem Wilsen.sonic-Sensoren und Wilsen.node Sensorknoten zum Einsatz. Die IoT-Funksensorlösungen kommunizieren via LoRaWAN strom- sowie kostengünstig und ermöglichen ein schnelles sowie zuverlässiges Retrofit. (Quelle: Pepperl+Fuchs)
Bei der Bereitstellung und Abholung von Material gibt es in der Produktionslogistik eine Vielzahl möglicher Situationen und Prozesse, für deren Automatisierung Zustandsdaten benötigt werden. Ein Beispiel ist der Transport von Behältern zu definierten Stellplätzen durch fahrerlose Transportsysteme (FTS, AGV). Im Vorfeld muss überprüft werden, 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 zu aufwendig oder technisch nicht möglich. Deshalb erfolgt eine Prüfung hier bislang meist manuell durch Personen.
Das Anforderungsprofil
Pepperl+Fuchs hatte sich zum Ziel gesetzt, diese Prüfaufgabe zu automatisieren – mit möglichst geringem Aufwand und unter Einbeziehung mobiler Applikationen wie Materialbereitstellungswagen. Zudem sollte die Lösung – auch nachträglich– kostengünstig und einfach zu installieren sein (Retrofit). Der eingesetzte Sensor sollte autark funktionieren, eine lange wartungsfreie Betriebszeit gewährleisten und industrietaugliche Robustheit aufweisen. Als Anforderung an die Datenkommunikation galt, dass sie sich leicht in die vorhandenen Strukturen integrieren lässt. Und auch die Inbetriebnahme sollte einfach vonstattengehen können. Parallel stand der Anspruch im Raum, dass die Prüfung mit gewohnt hoher Zuverlässigkeit erfolgt.
Die Lösung
Die passende Lösung wurde im Wilsen-Konzept von Pepperl+Fuchs gefunden. Die Wilsen-Serie umfasst batteriebetriebene IoT-Funksensoren in Industriequalität zur Abstandmessung, Füllstandüberwachung und Lösung verschiedener Detektionsaufgaben. Alle Wilsen-Geräte kommunizieren per LoRaWAN komplett autark mit der übergeordneten IoT-Plattform. Der stromsparende LoRaWAN-Funkstandard ist lizenzfrei und erlaubt eine Batterielaufzeit von bis zu zehn Jahren. Die Wilsen-Geräte sind in einem stabilen Kunststoffgehäuse mit der Schutzart IP66/67 untergebracht und unter anderem in folgenden Varianten verfügbar:
- Wilsen.sonic: Ein Ultraschallsensor (Messdistanzen: 2,5 m, 4 m 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: Die universelle Lösung ist für die drahtlose Objekterkennung optimiert. An den Sensorknoten lassen sich bis zu zwei Sensoren aus dem mehrere Hundert verschiedene Varianten umfassenden Portfolio von Pepperl+Fuchs anschließen. Beide Kanäle der Zentraleinheit arbeiten unabhängig voneinander, sodass auch unterschiedliche Sensortypen miteinander kombiniert werden können, zum Beispiel induktive und kapazitive Geräte. Somit lassen sich unterschiedliche kontaktlose Detektionsaufgaben abdecken: Kapazitive Sensoren können etwa zur Detektion von nicht-metallischen Materialien, wie Kunststoffbehältern oder Kartonagen, auf Bereitstellungswagen verwendet werden. Induktive Sensoren erkennen metallene Objekte – von kleinen Bauteilen wie Schrauben bis hin zu großen Gegenständen wie einer Autotür. Die Zentraleinheit versorgt die Sensoren über eine Hochleistungsbatterie mit Spannung und überträgt die Informationen via LoRaWAN über eine Entfernung von bis zu mehreren Kilometern. Neben den eigentlichen Sensormessdaten werden auch zusätzliche Diagnosedaten und Fehlerzustände, wie Leitungsbruch oder Kurzschluss, an das übergeordnete System gesendet. Die integrierte GPS-Funktionalität ermöglicht zudem die genaue Lokalisierung von Wilsen-Sensoren auch an abgelegenen Standorten. Aufgrund des großen Funktionsumfangs des Wilsen.node sind vielfältige Anwendungen kostengünstig umsetzbar. Vor allem in Nachrüstszenarien erweist er sich als einfach zu implementierende Lösung.