SPS – Speicherprogrammierbare Steuerungen Hohe Leistungsfähigkeit durch vollständige SAP-Integration

Wir sind seit vielen Jahren auf Steuerungstechnik für Intralogistikanlagen spezialisiert. Als Technologieführer in diesem Bereich hat IGZ mit unserer Kompetenz bei der Steuerungstechnik zu vielen Marktinnovationen beigetragen, wie z. B. Shuttle-Steuerungen oder Pick-by-Robot.

Unsere Kernkompetenz ist das Zusammenspiel der speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) mit SAP-Standardlösungen (insbesondere SAP EWM/SAP MFS). Wir haben erfolgreich Steuerungen für weit mehr als 10.000 Fördertechnikantriebe und über 200 Regalfahrzeuge realisiert.

     

Ursprünge der Steuerungstechnik und speicherprogrammierbarer Steuerungen (SPS)

SPS kommen branchenübergreifend in nahezu sämtlichen industriellen Automatisierungsumgebungen zum Einsatz. In Anlehnung an die DIN EN 61131, Teil 1, handelt es sich hierbei um ein „digital arbeitendes elektronisches System mit einem programmierbaren Speicher, … um durch digitale oder analoge Eingangs- und Ausgangssignale verschiedene Arten von Maschinen und Prozessen zu steuern.“ Per Definition werden einzelne Vorgänge nach einem definierten Ablauf miteinander koordiniert und konstant synchronisiert, sodass eine Automatisierung möglich ist.

SPSen sind vollständig im Zusammenspiel mit Warehouse-Management-Systemen (z.B. SAP EWM) nutzbar und integrierbar. Anders ausgedrückt stellt eine SPS ein dem Leitrechner untergeordnetes Echtzeitsystem dar, das sowohl einzelne Maschinen als auch ganze Anlagen unter Einbehaltung definierter Soll-Vorgaben physisch steuert.

     

Bedeutung speicherprogrammierbarer Steuerungen für die Intralogistik

     

In der Intralogistik spielen speicherprogrammierbare Steuerungen ihr Potential aus:

  • Regalbediengeräte in automatischen Kleinteilelagern (AKL) und Hochregallagern (HRL)
  • Paletten- und Behälterfördertechniken
  • Shuttle-Anlagen
  • Sortier-, Verteil-, Palettier- und Depalettier-Systeme
  • Verfahrwagen
  • Senkrechtförderer etc.

In Verbindung mit dem übergeordneten Steuerungssystem agieren im Einsatz befindliche SPSen, die die Steuerbefehle für alle mechanischen Komponenten ausführen und die Transporte auslösen, als zentraler Taktgeber einer integrierten Systemlösung.

Die Kommunikation mit dem Materialflussrechner (z. B. SAP MFS) erfolgt meist über einen standardisierten Austausch via TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol).

Zentrale Komponenten einer SPS sind digitale Ein- und Ausgänge, ein Echtzeitbetriebssystem, die sogenannte Firmware, sowie Schnittstellen für Ethernet oder Feldbusse. Entscheidend für die Anbindung an Maschinen respektive Anlagen sind Sensoren und sogenannte Aktoren. Sensoren werden meist an den Eingängen von speicherprogrammierbaren Steuerungen platziert – dies können zum Beispiel Taster und Lichtschranken, Temperaturfühler und/oder Inkrementalgeber sein.

Über diese ist eine SPS jederzeit über den aktuellen Maschinen- oder Anlagenstatus informiert. Unter mit den Ausgängen verbundenen Aktoren hingegen sind Module für die Antriebssteuerung, elektrische Ventile usw. zu verstehen. Realisieren lässt sich eine speicherprogrammierbare Steuerung sowohl als Einzelgerät als auch Baugruppe. Hinzu kommen Anwendungen in Form von PC-Einsteckkarten sowie Software-Emulation. Verstärkt genutzt werden auf SPS-Ebene seit geraumer Zeit auch Visualisierungs- und Alarmierungsfunktionen.

SPS'n in Zusammenspiel mit SAP-Lösungen

Wir sind Experten in der Realisierung anspruchsvoller Logistikanlagen in Zusammenspiel mit SAP Standardsoftware. Eine vollständige SAP-Integration der Steuerungsebene lässt sich mithilfe von SAP EWM und SAP Material Flow System (SAP MFS) erreichen – und das bei einer Minimierung von Schnittstellen, selbst bei komplexen Intralogistik-Anlagen. Der Informationsaustausch zwischen SAP EWM und einer speicherprogrammierbaren Steuerung ist über SAP MFS organisiert. Dieser wird an sogenannten Meldepunkten ausgelöst, die jeweils exakt einer speicherprogrammierbaren Steuerung zugewiesen sind. Innerhalb von SAP EWM ist ein Meldepunkt jeweils als Kommunikationselement abgebildet.

Für eine intelligente Steuerung ist zusätzlich die stetige Berücksichtigung von Kapazitäten in einer Anlage von Bedeutung: z. B. kann die Anzahl der einem Meldepunkt zugewiesenen Handling Units (HUs) relevant sein oder eine noch verfügbare Kapazität in Staustrecken. Außerdem ist die Verfügbarkeit einzelner Komponenten (z. B. Regalfahrzeuge, Heber, Querverfahrwagen) zu kontrollieren und für die Anlagen-Feinsteuerung zu berücksichtigen. Bei Bedarf lässt sich jeder eingerichtete Meldepunkt z. B. wahlweise über die SPS selbst oder den Leitstand sperren (manuell oder automatisiert nach entsprechendem Regelwerk).

SAP EWM/MFS richtet als zukunftssichere, standardisierte Gesamtsystemlösung für die Lagerverwaltung und -steuerung den Fokus auf flexibel skalierbare, hochperformante und zugleich effiziente Prozesse: Über die unterlagerte, speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) auf Basis von Siemens S7 bzw. TIA ist sichergestellt, dass alle Vorgaben der übergeordneten Systeme erfüllt werden. So lassen sich sämtliche Komponenten der integrierten, vollautomatisch arbeitenden Lager- und Fördertechniken exakt koordinieren, regeln und steuern. Auf diese Weise gelangen Waren auf schnellstem Wege in der gewünschten Menge und Beschaffenheit zum Zielort.

     

Anlagenvisualisierung - von WinCC bis zur vollständigen SAP-Integration

Wir sind Ihr Ansprechpartner, wenn es um Visualisierungssysteme geht. Unabhängig davon, ob es sich bei der Anlage um ein Klein- oder Großprojekt handelt, empfehlen sich Simulations- und Emulationswerkzeuge zur Absicherung der Planung bzw. Testszenarien. Denn die richtigen, aktuellen Infos über den jeweiligen Anlagenzustand zu haben, ist notwendig für das Erreichen einer hohen Verfügbarkeit und den sicheren Betrieb von Intralogistikanlagen.

Die Simulations-/Emulationstools verbessern die Planungsergebnisse und verkürzen die kosten- und zeitintensive Einführungsphase zwischen SAP/SPS und Mechanik um ein Vielfaches. Um die Durchsatzleistung und die Auswirkungen unterschiedlicher Lagerstrategien vorab zu überprüfen, bilden wir Ihr Logistiksystem in einem animierten 3D-Modell nach. Technische Prozesse lassen sich dann einfacher analysieren und optimieren. So können Verbesserungen bereits vor Projektstart berücksichtigt werden.

Eine Planungssimulation hat den Vorteil, dass Sie Ihre zukünftige Anlage bereits in vollem Betrieb in bewegten Bildern sehen und vor Produktivsetzung prüfen können. Eine noch über die Simulation hinausgehende, detailgetreue und funktionsfähige Nachbildung der Logistikanlage mit allen Antriebs- und Technikdetails ist die Emulation: Hier ist das Modell so exakt gestaltet, dass die Kopplung zwischen SAP EWM/MES und den SPS-Steuerungen – so wie die spätere Anlage – umfassend getestet werden kann.

Wir bieten für jeden Einsatzzweck leistungsfähige Tools an:

  • Planungssimulation
  • SPS-/Anlagen-Emulation für SAP EWM/LES
  • SAP SCE-Emulation

Darin enthaltene Kernelemente:

  • Basis: WinCC, Procon-Win, Zenon
  • Benutzerverwaltung
  • Störanzeigen und Statistiken
  • Visualisierung der Gesamtübersicht, Bedienbereiche
  • Visualisierung der Regalbediengeräte

  • Grafische Sensorik- und Aktorik-Anzeige (Farbwechsel der Signalzustände)
  • Schnittstellenübersichten
  • Grafischer Busaufbau
  • Kamera-Systeme

Portable Anlagenvisualisierung

IGZ hat eine portable WinCC-Visualisierung entwickelt, die in Kombination mit den eingesetzten SAP Systemen eine durchgängige Lösung bietet. Diese eignet sich insbesondere für Tablets. Wesentlicher Teil der Visualisierung ist die grafische und tabellarische Darstellung der gesamten Anlagentechnik. Der Detaillierungsgrad reicht bis zur Sensor- und Aktorebene und macht eine frühe Problemerkennung möglich. Dabei wird auf eine einfache, intuitive und touchscreenfähige Menüführung geachtet. So kann die Verfügbarkeit einer Anlage auf einen Blick visualisiert werden. Durch eine Online-Verbindung mit SAP werden zudem nützliche, aktuelle Bestands- und Auftragsinformationen geladen und Benutzer:innen angezeigt. Ein weiteres Feature ist die Integration der Handbedienung in das WinCC, denn so können auch bestehende Anlagen kostengünstig nachgerüstet werden.

WinCC mit SAP EWM (SAP Extended Warehouse Management)

Mit WinCC-Visualisierungen von IGZ können Sie in Ihren Anlagen Transparenz und Übersicht schaffen und sich gleichzeitig beliebige Informationen aus SAP visualisiert anzeigen lassen. Steigern Sie mit Hilfe gezielter und schneller Analysemöglichkeiten nachhaltig die Verfügbarkeit Ihrer Systeme. Mittels Langzeitauswertungen finden Sie Schwachpunkte oder Fehlerquellen, die Sie gezielt, vorbeugend und rechtzeitig beheben können.

Basis dafür ist die Siemens-WinCC-Plattform, die Sie als offene Systemsoftware erhalten. Dadurch profitieren Sie für die Zukunft von maximaler Lieferdatenunabhängigkeit und können z. B. eigenständig Optimierungen durchführen.

Leistungen als Ihr SAP EWM Generalunternehmer

Mit unserer langjährigen Erfahrung und markenübergreifender Expertise stellen wir für Sie sicher, dass alle in einer Anlage oder einem System verbauten Komponenten intelligent miteinander kommunizieren – auch von variierenden Herstellern. Die Vorteile sind erhöhte Durchsatzleistungen bei anhaltender Verfügbarkeit und gesteigerter Effizienz in den Prozessen – und last but not least eine Unabhängigkeit von „klassischen“ Anlagenlieferanten oder einzelnen Komponenten.

Über die SAP-Implementierung hinaus bieten wir ein ganzheitliches Leistungspaket im Bereich Anlagen- und Steuerungstechnik:

  • Planung und Realisierung von Neuanlagen (Intralogistik)
  • SPS-Retrofit (z. B. Umrüsten von S5- auf S7-SPS-Steuerungen)
  • Optimierungsmaßnahmen innerhalb bestehender Logistik- und Produktionsanlagen
  • Fahrerlose Transportsysteme: Von Förderanlagen bis zu Elektrohängebahnen oder Elektrobodenbahnen
  • Automatische Kommissionierlösungen

Das Ergebnis: SAP- und SPS-Mechanik – alles aus einer Hand!

Die Vorteile auf einen Blick:

  • Durchgängige SAP-Integration = Zukunftssichere Lagerverwaltung und Materialflusssteuerung in nur einem System (SAP)
  • Eliminierung unnötiger Systemebenen
  • Entfall von Bestandsabgleichen und Schnittstellen

  • Erhöhte Effizienz, Stabilität, Transparenz und Qualität
  • Reduzierung der laufenden Betriebskosten
  • Full-Service durch IGZ für SAP, SPS, Anlagentechnik