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Einzigartig – in vielerlei Hinsicht

Die neuen industriellen Radarsensoren von Pepperl+Fuchs sind optimiert für Distanz- und Geschwindigkeitsmessungen für mittlere Reichweiten bis über 25 m. Der Sensor arbeitet nach der frequenzmodulierten Dauerstrichmethode FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave). Die Geräte sind in der Lage, sowohl die Distanz als auch die Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit von Objekten in ihrem Erfassungsbereich präzise zu bestimmen. Gerade für den Einsatz im Aussenbereich unter schwierigsten Bedingungen haben die physikalischen Eigenschaften dieser Technologie im genutzten Frequenzband bei 122 … 123 GHz grosse Resistenz gegenüber Störeinflüssen wie Regen, Nebel, Wind, Staub oder Temperaturschwankungen.

Im Vergleich mit anderen sensorischen Funktionsprinzipien bieten Radarwellen einzigartige Vorteile:

– Sie sind kaum anfällig für Störeinflüsse und breiten sich mit annähernder Lichtgeschwindigkeit aus

– Sie werden von allen Materialien bis zu einem bestimmten Masse reflektiert

– Sie sind in der Lage, die meisten Stoffe bis zu einem gewissen Grad zu durchdringen

Genau diese Eigenarten machen sich FMCW-Radarsensoren (Frequency Modulated Continuous Wave bzw. frequenzmoduliertes Dauerstrichradar) von Pepperl+Fuchs zunutze und stellen sie in Form einer Lösung zur Verfügung, die höchsten industriellen Ansprüchen genügt: Drei verschiedene Messbetriebsarten, hohe Reichweiten, schnelle Erfassungsgeschwindigkeiten und die Fähigkeit, nahezu jedes Ziel zu detektieren, sind nur eine Dimension dieser Sensoren. Hinzu kommt eine Auswahl an Anschlussoptionen, die in Verbindung mit einer CAN-Schnittstelle eine denkbar einfache Applikationsintegration erlaubt. So kann eine enorme Vielfalt an anspruchsvollen Anwendungen mit nur einem Sensortyp gelöst werden.

Entscheidend für die Detektion von Objekten durch Radarsensoren ist deren Reflexionsfähigkeit bzw. der sogenannte Radarquerschnitt (kurz RCS für Radar Cross Section). Er wird in der Masseinheit Quadratmeter angegeben und bezeichnet das Ausmass der Reflexion einer Radarwelle, die durch ein Objekt in Richtung des Sensors zurückgestrahlt wird. Die hier dargestellte Ansprechkurve zeigt exemplarisch, in welch weitem Bereich die Radarsensoren von Pepperl+Fuchs einen als Referenz genutzten Winkelreflektor mit einem Radarquerschnitt von 70 m² verlässlich detektieren. Kleinere Erfassungsbereiche ergeben sich durch Objekte mit einem geringeren RCS oder durch die Verwendung kleinerer Winkelreflektoren (hier beispielhaft 0,5 m²).

Als zentraler Vorteil dieses physikalischen Wirkprinzips ermöglicht Radar die Detektion fast aller Materialien und ist somit nicht auf bestimmte Objekte beschränkt. Der mögliche Erfassungsbereich und die Messreichweite sind jedoch abhängig von den Reflexionseigenschaften des Zielobjekts.

Je nach Anwendung können die industriellen FMCW-Radarsensoren von Pepperl+Fuchs in drei unterschiedlichen Messbetriebsarten eingesetzt werden. Die Einrichtung der jeweiligen Betriebsart erfolgt dabei bequem über PACTware, ohne dass zusätzliche Parametrierwerkzeuge nötig wären.

Im Modus «erstes Objekt (1)» wird materialunabhängig das Objekt erkannt, das sich am nächsten zum Sensor befindet. Dieser Modus eignet sich beispielsweise ideal zur Kollisionsvermeidung an mobilen Baumaschinen. Jegliche Objekte, die sich im Ausfahrbereich oder Aktionsradius von Fahrzeug und Auslegern befinden, werden verlässlich detektiert.

Im Modus «beste Reflexion (2)» erfasst der Sensor das Objekt mit den besten Reflexionseigenschaften. Dadurch können Störobjekte ganz einfach ignoriert werden, selbst wenn sie sich direkt zwischen Sensor und eigentlichem Zielobjekt befinden. So wird etwa das «Durchschauen» der Aussenhaut eines Tanks möglich, um den Füllstand im Inneren zu erfassen.

Im Modus «schnellstes Objekt (3)» detektiert der Radarsensor hingegen das Objekt, welches sich am schnellsten auf den Sensor zu- oder von ihm wegbewegt. Diese Messbetriebsart unterstützt beispielsweise effektiv bei der Fahrtwegüberwachung von FTS.

Der Nutzwert von Automatisierungskomponenten steht und fällt mit der Integrierbarkeit. FMCW-Radarsensoren von Pepperl+Fuchs tragen diesem Gedanken Rechnung: Vom konstruktiven Aufbau über den elektrischen Anschluss hin zur Signalübertragung, Parametrierung und Funktionssicherheit haben wir alle Aspekte bedacht, um Ihnen eine Lösung zu bieten, die bereits bei der Einbindung in die Anwendung begeistert.

FMCW-Sensoren von Pepperl+Fuchs sind in der bewährten VariKont-L2-Bauform ausgelegt. Diese sorgt nicht nur für einen kompakten Formfaktor der Sensoren, sondern eröffnet zusätzliche Freiheiten. Durch einen dreh- und schwenkbaren Sensorkopf kann das Radom in der jeweiligen Einbausituation ideal ausgerichtet werden. Eine robuste Metallhalterung mit zwei Schraubverbindungen dient als Aufnahme für den Sensorkopf und beugt Problemen durch raue Umgebungsbedingungen und Maschinenvibrationen vor.

Eine erweiterte Funktionalität ist der Betrieb der Sensoren in Sicherheitsanwendungen bis Performance Level c oder Safety Integrity Level 1 beziehungsweise durch eine Redundanz auch PL d/SIL 2 über ein Safety-Konzept, das die Eignung der Sensoren durch deren Diagnosefähigkeit in der Applikation bewertet. Eine Vielzahl von Parametriereigenschaften und erweiterten Funktionalitäten über die CANopen Schnittstelle direkt im CAN-Netzwerk, sowie alternativ über das FDT-Rahmenprogramm PACTware und einer Device-DTM, bieten grösstmögliche Flexibilität der Sensoren in Anwendungen aller Art.

Anwendungen:

Kollisionsvermeidung an FTF

Ein sicherer Einsatz von Schwerlast-FTF für flüssige oder gasförmige Medien zieht besondere Anforderungen an die Sensorik nach sich. Die Dimensionen der Fahrzeuge und der damit verbundene grosse Überwachungsbereich müssen ebenso beachtet werden wie auch Witterungseinflüsse in Aussenbereichen. Durch ihre grosse Reichweite bieten Radarsensoren von Pepperl+Fuchs hier eine effiziente Lösung, die eine verlässliche Absicherung von Fahrtbewegungen erlaubt. Auch eine Überwachung der Flanken des langen Fahrzeugs ist dank der hohen Reichweite der Sensoren problemlos möglich. Witterungseinflüsse in Aussenbereichen beeinträchtigen dank der gegenüber Interferenzen wenig empfindlichen Radartechnologie die Messgenauigkeit nicht. Eine gegenseitige Beeinflussung der in räumlicher Nähe zueinander montierten Radarsensoren ist durch die verwendete Frequenzmodulation ebenfalls ausgeschlossen.

Höchstgeschwindigkeitsreduktion am Gabelstapler

Geschwindigkeit ist ein entscheidender Faktor im Material Handling. Dies gilt auch für den Einsatz von Gabelstaplern auf Unternehmensgeländen. Ist hohe Geschwindigkeit in Aussenbereichen noch von Vorteil und die Umgebung meist gut einsehbar, so ist in Fabrik- und Lagerhallen aus Sicherheitsgründen jedoch eine gewisse Beschränkung nötig. Um das Personal von dieser Verantwortung zu befreien, kann über einen vertikal ausgerichteten Radarsensor, der die Hallendecke bzw. metallene Querverstrebungen unterhalb dieser detektiert, sofort festgestellt werden, wenn der Stapler einen Innenbereich erreicht hat. Ist dies der Fall, wird die mögliche Höchstgeschwindigkeit automatisch auf ein tolerables Mass begrenzt und erst bei Ausfahrt aus der Halle wieder freigegeben. Durch die starke Reflektivität der metallenen Querstreben ist die Installation eines Winkelreflektors hier nicht vonnöten. Dank der hohen Reichweite der Sensoren kann diese Anwendung zudem auch bei entsprechend hohen Hallendecken realisiert werden.

Das Produktportfolio der SPÄLTI AG umfasst eine breite Palette an elektrotechnischen und elektromechanischen Komponenten für den Maschinen-, Steuerungs- und Anlagenbau.

Hier ein Blick auf die Messetafeln von der Firma Schlegel GmbH & Co KG (D). Das Produktportfolio von Schlegel umfasst über 20 unterschiedliche Drucktasten-Programme für den Industriebereich.

In unserem über 120 m2 grossen Showroom in Laupen im Zürcher Oberland können wir unsere gesamte Produktpalette Interessenten und Kunden präsentieren.

Im hinteren Bereich (auf dem Bild nicht sichtbar) steht den Kunden eine 6 Meter lange Bar zur Verfügung, womit auch eine einfache Verpflegung vor Ort möglich ist.

Je nach Anlass bietet der Raum Platz für bis zu 40 Personen. Die Standard-Bestuhlung umfasst Platz für 16 Personen.

Gerne laden wir unsere Kunden auch in die nahe gelegene Bleichi-Beiz ein. Dort isst man gut und hat einen Einblick in die Zeit der industriellen Textilproduktion des letzten Jahrhunderts.

Anwenderbericht EMS-CHEMIE AG

Projekt: HRL 4 + HRL 5

Als schnell wachsendes unabhängiges Schweizer Unternehmen, mit weltweiter Aktivität in den Geschäftsbereichen Polymere, Werkstoffe und Feinchemikalien, benötigte die EMS-CHEMIE AG Ende 2020 am Standort Domat/Ems zügig ein neues Hochregallager (HRL 4) für die Palettenförder- und Lagerlogistik. Und sechs Monate nach dem Go-live des HRL 4 wurde bereits ein neues Hochregallager, das HRL 5, geplant.

Mit einer Höhe von 44 Metern ist das neue Hochregallager das höchste Lagergebäude der Schweiz.

Etappenziel 1: das neue Hochregallager HRL 4

Ende 2020 wurde die Stöcklin Logistik AG als Generalunternehmer für das höchste Hochregallager (44 m) der Schweiz beauftragt. «Wir betrachten immer das Gesamtsystem und profitieren zugleich von unseren Erfahrungen bei der Realisierung vorheriger Hochregallager an diesem Standort sowie unseren Erkenntnissen aus der seit 2012 übernommenen Wartung und Servicebereitschaft für Hochregallager. Durch unsere Produktion am Standort in Laufen und die kurzen Wege in unserem neuen Technologie-Center am selben Standort konnten wir dieses Marathonprojekt mit Sprintgeschwindigkeit realisieren», erklärt Raphael Weber, verantwortlicher Projektleiter der Stöcklin Logistik AG.

Kernelement der Palettenlager-Systemlösung von Stöcklin sind die beiden modular konzipierten Regalbediengeräte MASTer 2042.

Die Kernelemente der Palettenlager-Systemlösung von Stöcklin sind die beiden modular konzipierten MASTer 2042 Regalbediengeräte für das vollautomatische Handling der Industriepaletten bis 44 m, eine Palettentransportanlage und der gebäudetragende Stahlbau zur Aufnahme der Paletten. Eine Antipendel-Software eliminiert Pendelbewegungen bei der grossen Höhe und sorgt für Stabilität sowie grösstmögliche Dynamik bezüglich der Geräteleistung. Dank der effektiven und effizienten Projektplanung konnte die Zahl der Hubstationen und Etikettiermaschinen reduziert werden. Dies führt nicht nur zu einer erheblichen Kostenreduktion, sondern auch zu grösseren Freiflächen und mehr Raum für das Handling durch Flurfördermittel und Logistikpersonal.

Während des gesamten Projektverlaufs hat die Stöcklin Logistik AG gemeinsam mit der EMS-CHEMIE AG synergetisch die durchdachte Planung, Fertigung, Projektkoordination und Implementierung aufeinander abgestimmt sowie Kompetenzen und Kräfte gebündelt. Ein perfektes Zusammenspiel von Technik, Mechanik, elektrischen Komponenten sowie Hard- und Software war somit möglich.

Die Masten wurden im Stöcklin Technologie Center auf der Schweissroboteranlage gefertigt …

… und in der nach den neuesten Umweltanforderungen ausgerüsteten Lackier- und Trockenkabine nasslackiert.

In einer Rekordzeit von nur elf Monaten hat die Stöcklin Logistik AG das Prestigeprojekt für die EMS-CHEMIE AG in Domat/Ems vollumfänglich realisiert. Kurz vor Weihnachten 2021 wurde die schlüsselfertige Anlage pünktlich übergeben und die Verantwortlichen bei der EMS-CHEMIE AG waren von der Schnelligkeit, Professionalität und Flexibilität bei der Umsetzung – trotz Pandemiebedingungen – begeistert. Dieser taffe Projekt-Sprint, zumal unter Pandemiebedingungen, ist auch und gerade aufgrund des regionalen Fokus gelungen: «Wir haben sehr davon profitiert, dass wir fast alles an unserem Stammsitz in Laufen direkt fertigen konnten (inklusive der Blechbearbeitung) und somit von externen Lieferanten unabhängig waren. So konnten coronabedingte Lieferengpässe, z. B. beim Stahlbau, schnell und engagiert aus einer Hand koordiniert und behoben werden. Die kurzen Wege innerhalb der Schweiz haben uns überdies wichtige Zeitvorteile verschafft. Ausserdem waren wir dazu in der Lage, flexibel auf zusätzliche Wünsche einzugehen», resümiert Stöcklin-Projektleiter Raphael Weber.

«Mit dem neuen Hochregallager realisieren wir den schnellen Ausbau unserer Versand- und Lagerkapazitäten, um die weltweiten Märkte noch rascher und flexibler zu beliefern. Das Projekt stellt den Anfang einer beträchtlichen Ausbauinvestition auf dem Werkplatz Domat/Ems in den nächsten fünf Jahren dar. Denn uns ist wichtig, dass bedeutende Aufträge innerhalb der Region vergeben werden», erklärte Magdalena Martullo-Blocher, Chefin der EMS-CHEMIE AG, anlässlich des Spatenstichs im März 2021.

Dank Stöcklins hauseigener Produktion und Fertigung in Laufen konnte das Lager in Domat/Ems innert kurzer Zeit umgesetzt werden.

In einer Rekordzeit von nur 11 Monaten hat die Stöcklin Logistik AG das Prestigeprojekt vollumfänglich für die EMS-CHEMIE AG in Domat/Ems realisiert.

Nachhaltige Zukunftssicherung: auf dem Weg zum nächsten Etappenziel

Um zukunftssicher und nachhaltig die Deckung der weiter rasch wachsenden Nachfrage nach Polymeren, Werkstoffen und Feinchemikalien zu gewährleisten, wurde nach erfolgreicher Inbetriebnahme von HRL 4 Ende 2021 unmittelbar daneben mit Stöcklin ein weiteres vollautomatisiertes Hochregallager, das HRL 5, geplant.

Gleich im Juni 2022 begann die Planung. Aufgrund der Pandemie sowie des Krieges in der Ukraine war die Beschaffung respektive die Lieferzeit von sämtlichen Materialien und Bauteilen massiv erschwert und verzögert.

Eine Antipendel-Software gleicht gefährliche Pendelbewegungen bei der grossen Höhe aus und sorgt für Stabilität.

Damit der geplante Go-live im Dezember 2023 erfolgen konnte, wurde der Letter of Intent (LOI) an Stöcklin im August 2022 erteilt und im November 2022 erfolgte die offizielle Freigabe für das neue Hochregallager HRL 5. So wurde nahtlos weitergearbeitet, damit das ambitionierte Ziel eines zweiten Sprints – diesmal bei dem im Vergleich zum HRL 4 doppelt so grossen HRL 5 – erfolgreich erfolgen konnte.

Während des gesamten Projektverlaufs stimmte die Stöcklin Logistik AG gemeinsam mit der EMS-CHEMIE AG synergetisch die durchdachte Planung, Fertigung, Projektkoordination und Implementierung aufeinander ab und bündelte Kompetenzen und Kräfte.

Das HRL 5 ist für 25 000 Stellplätze ausgelegt und wird, wie das HRL 4, mit vier identischen Regalbediengeräten vom Typ MASTer 42 betrieben. Das Ladungsgewicht der verschiedenen Euro-Paletten beträgt maximal 1250 kg. Die Palettenfördertechnik ist auf zwei Ebenen entsprechend erweitert und mit dem HRL 4 verbunden. Somit bilden das HRL 4 und das HRL 5 zusammen einen grossen Lagerkomplex. Zusätzliche Warenausgangs-Bereitstellbahnen erhöhen ausserdem den Ausstoss aus dem Lager.

Um die Flexibilität am Standort zu erhöhen, wurde das bestehende Hochregallager HRL 3 mit einem LKW-Shuttle-System ausgerüstet.

Der Go-live für das HRL 5 ist, wie von EMS-Chemie gewünscht, auf den Tag genau am 16.11.2023 erfolgt. Und der Sprint auf der Marathonstrecke konnte somit zusammen mit dem Bauherrn und allen involvierten Unternehmen erfolgreich abgeschlossen werden.

Bilder: © Stöcklin Logistik AG