Het CAN ook zo

SSI SCHÄFER is bezig zijn transportbaantechniek over de hele linie te digitaliseren. Voor de digitale, decentrale besturing en voeding van de 48V-motorrollen via CAN, wordt een Profinet I/O-module van Turck toegepast. En die maakt ook digitale diensten zoals dat voorspellend onderhoud mede mogelijk.

Woon je in Duitsland dan kom je vrijwel zeker in aanraking met SSI SCHÄFER. Want wie zijn of haar huisvuilcontainer In Duitsland langs de weg zet, heeft letterlijk een van hun producten in handen. Maar de productdiversiteit van de onderneming gaat wel wat verder: van duurzame containersystemen en transportbaantechniek voor kleine en grote ladingdragers tot complexe totaaloplossingen in de intralogistiek, inclusief software voor de interne materiaalstroom en bijbehorende diensten.

Volgende generatie

Binnen de SSI SCHÄFER groep produceert en ontwikkelt de vestiging in Graz, Oostenrijk, onder andere container-transporttechniek. Eind 2018 bogen Christian Steiner, productmanager Conveyor Control, en zijn collega’s zich over de vraag aan welke eisen de volgende generatie transportsystemen moet voldoen. Als productmanager is hij ook verantwoordelijk voor de automatisering en besturing van de transporttechniek.

Hansjörg Lerchster maakte destijds als projectmanager R&D ook deel uit van het projectteam. Tegenwoordig is Lerchster product-owner en manger Business Operations bij SupplyBrain, een door SSI SCHÄFER opgerichte start-up. Hierbij is hij verantwoordelijk voor de ontwikkeling van oplossingen voor voorspellend onderhoud en andere op gegevens gebaseerde diensten voor intralogistieke systemen.

Volledig digitaal

De volgende generatie transporttechniek moet zoveel mogelijk digitaal worden geautomatiseerd en aangestuurd. De eerder gebruikte rollenmotoren met analoge besturing en de bijbehorende besturingsmodules waren niet langer in staat om aan de toegenomen eisen te voldoen. De volgende generatie gemotoriseerde rolaandrijvingen moest daarom volledig digitaal worden aangestuurd. Interroll gebruikt CAN-bus en op deze leverancier en fabrikant viel de keuze voor de toe te passen motorrollen. Daarom werd na die keuze dit veldbusprotocol ook gebruikt voor de I/O- en besturingstechnologie. Bovendien werden de nieuwere motoren niet langer geleverd met 24 V, maar met 48 V. De hogere spanning maakt kleinere kabeldoorsneden mogelijk en, door lagere verliezen, langere kabels en dus grotere voedingsunits met een betere rendement.

Geen perfecte oplossing vindbaar

SSI SCHÄFER zocht op de markt naar systemen die een dataverbinding met de motorrollen met CAN-interface, de vereiste spanning van 48 V en Profinet-communicatie voor de besturing van de systemen konden bieden. De apparaten moesten robuust zijn met IP67-bescherming voor directe installatie op de transportbanden. De perfecte oplossing hiervoor was niet op de markt verkrijgbaar: “Er waren CAN-buscontrollers op de markt, maar we wilden een SSI SCHÄFER-oplossing die echt op onze behoeften was afgestemd”, verklaart Steiner de uitgangssituatie van dat moment. Na het eerste contact met op de SPS in Neurenberg onderzocht Turck of het mogelijk was de eigen I/O-oplossingen zoveel als vooraf mogelijk aan te passen aan de eisen van SSI SCHÄFER.

Conveyor Control Unit

De door Turck verder ontwikkelde TBEN-LL-4RM-4DI-4DXP I/O-module voor de aansturing van CAN-rollenmotoren staat bij SSI SCHÄFER nu bekend als Conveyor Control Unit, kortweg CCU. Behalve de 48 V voor de rolmotoren en 24 V voor klassieke actuators, CAN-communicatie naar de motor en Profinet-communicatie naar de controller, waren digitale in- en uitgangen voor externe triggersignalen of actuators een verdere vereiste. De module beschikt niet alleen over vier klassieke I/O’s maar ook over vier DXP-poorten, die zowel als ingang of uitgang kunnen worden gebruikt.

“De module stelt ons nu in staat om meer sensorgegevens te verzamelen, of om precies te zijn, het dubbele aantal I/O’s vergeleken met de vorige module. Voorheen moesten we extra I/O-modules van andere fabrikanten gebruiken om de signalen van de sensoren te verzamelen”, legt Lerchster het voordeel van de nieuwe CCU uit. “We kunnen dit nu allemaal combineren. De buscommunicatie maakt de oplossing ook plug-and-play toepasbaar.”

Automatische adrestoewijzing

Ook de vereenvoudigde installatie en ingebruikname van de CCU-modules biedt voordelen. “De adrestoewijzing gebeurt nu automatisch. We hebben zeer goede feedback ontvangen van de installaties die momenteel in aanbouw zijn. De CCU-module is eenvoudig te installeren en de foutafhandeling is ook erg goed. Het laat direct zien welke motorrol niet werkt. Dit was niet mogelijk met de oude technologie”, zegt Steiner over de feedback van zijn collega’s.

Sinds 2021 worden de nieuwe gemotoriseerde rollen stapsgewijs ingevoerd. SSI SCHÄFER produceert jaarlijks meer dan 100 kilometer transporttechniek. De gemotoriseerde rollen zijn geïntegreerd in verschillende productgroepen, van rechte transportbanden tot bochten en schuine rollen tot complexe uitlijners. Door de uitgebreide conversies en aanpassingen in de ontwerptekeningen gaat zo’n omschakeling niet van de ene op de andere dag.

Aansturen via Profinet en I/O-signalen

Dankzij de digitale besturing bieden de CCU-modules een groot aantal opties voor optimalisatie en automatisering. De optie om de modules zowel via Profinet als via I/O-signalen aan te sturen, zorgt voor een hoge mate van flexibiliteit en ‘backwards compatibility’.

Dit stelt het bedrijf  in staat om oudere systemen uit te rusten met de nieuwe technologie. De motoren kunnen niet alleen nauwkeuriger worden bestuurd via de veldbusinterface, maar statusgegevens zoals de temperatuur of bedrijfsparameters zoals de bedrijfsuren, kunnen ook parallel aan de cyclische procescommunicatie van de bedrijfsgegevens worden verzonden.

“Met de nieuwe firmware van de module kunnen we dit niet alleen via Profinet aansturen, maar ook via de I/O-signalen. Dit geeft ons de mogelijkheid om de modules te gebruiken in de context van apparaten met software die nog niet met Profinet kan werken”, voegt Steiner toe. Ook al wordt niet elke optie vandaag al volledig benut, SSI SCHÄFER waardeert de flexibiliteit en toekomstbestendigheid die de CCU-module van Turck biedt.

‘Gezamenlijke ontwikkeling’

Turck en SSI SCHÄFER startten het project midden in de coronapandemie en dus precies op het moment dat er problemen waren met de toeleverketen. “Behalve de verbeterde kostenefficiëntie en wat we technisch hebben bereikt, was de samenwerking met Turck cruciaal voor mij. Ik heb het ervaren als een zeer coöperatieve, gelijkwaardige en doelgerichte samenwerking, ondanks de uitdagingen van gezamenlijke ontwikkeling”, herinnert Lerchster zich. “We zijn nog steeds erg tevreden, ook over de lopende activiteiten zoals firmware-updates enzovoort,” voegt Steiner toe.