Das Verkehrsaufkommen in der Luftfahrt, betrachtet über das vergangene Jahrhundert und wieder in den Jahren kurz nach dem 11. September 2001, nahm ständig zu. Damit ist es auch nicht verwunderlich, dass mit diesem Anstieg auch das Gepäckvolumen immer größere Ausmaße fand. So sehen sich heute kleine und mittlere Flughäfen, die früher noch wenige Passagiere und Gepäck auf den Weg an ihr Ziel brachten, in einer Situation, die sie dazu zwingt in neue Gepäckförderanlagen zu investieren. Diese Investitionen führten in den meisten Fällen zu einer Anlage, deren Basis eine „Speicherprogrammierbare Steuerung“ (SPS) bildet.
Die oben genannten Flughäfen, insbesondere die mittlerer Größe, suchen aufgrund dieser Entwicklungen nach neuen Möglichkeiten der Gepäckförderung und –verteilung. So soll in dieser Arbeit ein neuer Weg der Förderung und Sortierung aufgezeigt und im Modell möglichst realitätsnah aufgebaut und SPS-basiert programmiert werden, damit anschaulich gezeigt werden kann, dass das hier gewählte Prinzip durchaus Ressourcen für eine spätere kommerzielle Nutzung enthält, die in diesem Bereich heute noch nicht für möglich erachtet werden.
Die Arbeit basiert auf einem Konzept aus Fischertechnik-Elementen, das in einigen Teilen in einer vorangegangen Studienarbeit errichtet wurde. Hieraus wird dann ein betriebsfähiges Modell aufgebaut, das den kompletten Bewegungsablauf der Gepäckstücke vom Check-in zum Flugzeug bzw. zu einem Zwischenspeicher zeigt. Die Programmierung erfolgt auf einem Windows95-PC, der mit einer SPS-Hardware von Bosch verbunden ist, welche die Steuerung der Anlage übernehmen soll.
Die Grundlagen der SPS-Programmierung und der im Modell verwendeten Fördertechnik bilden den Anfang der Arbeit. Danach folgt eine Vorstellung und Beschreibung der Grundlagen der Fördertechnik insbesondere derer, die in diesem Modell zur Anwendung kommen. Dieser folgt dann die Darstellung des Gesamtaufbaus, wobei in einem folgenden Kapitel genauer auf die verwendeten Elemente eingegangen wird. Um diese auch mit einer SPS in Bewegung setzen zu können, ist eine Vielzahl von Sensoren notwendig, die dann erklärt werden. Um dann den Übergang zur „Speicherprogrammierbaren Steuerung“ zu erleichtern, wird kurz deren Funktionsweise und Einsatz in der Fördertechnik erklärt und wie eine SPS in dem hier gezeigten Modellversuch zur Anwendung kommt. In einer abschließenden Bemerkung werden dann noch Ausbaumöglichkeiten und Erweiterungen des Modells betrachtet.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Einführung
1.2 Motivation
1.3 Vorgehensweise
2 Grundlagen der Speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS)
2.1 Geschichte der SPS
2.2 Funktion der SPS
2.2.1 Grundlagen zur Funktion der SPS
2.2.2 Bauformen von SPS
2.2.3 SPS-Hardware
2.2.4 SPS-Software
3 Erweiterte Grundlagen der Fördertechnik
3.1 Förderelemente
3.2 Verzweigungen
3.3 Ringsorter von psb
4 Gesamtaufbau der Gepäckförderanlage
4.1 Vom Check-in zum Flugzeug an einem kleinen oder mittelgroßen Flughafen
4.2 Der Weg des Gepäcks auf der Modellanlage
5 Darstellung des Modells
5.1 Vorhandene Elemente
5.1.1 Identifikationsstrecke
5.1.2 Zusammenführung
5.1.3 Einfaches Förderelement
5.1.4 No-Read-Element
5.1.5 Modell-Ringsorter
5.2 Nachträglich hinzugefügte Elemente
5.2.1 Allgemeine Erweiterungen
5.2.2 Erweiterungen am Ringsorter-Modell und der Zusammenführung
5.2.3 Kurvenelement
6 Sensortechnik
6.1 Taster von Fischertechnik/SICK
6.2 Induktionssensoren von SICK
6.3 Barcodeleser von SICK
7 Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS)
7.1 Anwendung im Maßstab 1:1
7.2 Verwendung einer SPS für den Modellprozess
8 Abschließende Betrachtung
Zielsetzung & Themen
Ziel der Studienarbeit ist der Ausbau und die Erweiterung eines Gepäckfördermodells aus Fischertechnik-Elementen, um die Funktionalität und die Logik einer realen, SPS-gesteuerten Gepäckförderanlage für kleine bis mittlere Flughäfen zu demonstrieren.
- Entwicklung und Aufbau eines realitätsnahen Gepäckfördermodells
- Implementierung einer SPS-Steuerung zur Automatisierung der Abläufe
- Einsatz und Programmierung von Sensortechnik wie Barcodelesern
- Integration verschiedener Förderelemente und mechanischer Erweiterungen
- Analyse des Materialflusses und der Fehlerbehandlung im Modell
Auszug aus dem Buch
4.1 Vom Check-in zum Flugzeug an einem kleinen oder mittelgroßen Flughafen
Wenn ein Fluggast einen Flughafen betritt, wird er wohl als erstes den Check-in-Bereich und den richtigen Schalter aufsuchen, der ihn und seinen Koffer an das gemeinsame richtige Ziel bringen soll. Hier gibt der Fluggast sein Gepäck auf, um das sich in der nächsten Zukunft die Fluggesellschaft und der Flughafenbetreiber kümmern wird. Der Fluggast selbst erhält hier seine Boardingkarte, die es ihm erlaubt, das richtige Flugzeug zu betreten. Er soll hier aber nicht weiter interessieren. Von größerem Interesse ist hier der Weg des Gepäcks.
Am Check-in erhält das Gepäck einen Destinationsaufkleber, der z.B. einen T-förmig aufgedruckten Barcode enthält. Mit diesem ausgestattet, findet das Gepäckstück in den allermeisten Fällen den richtigen Weg zum Flugzeug, welcher über eine weit verzweigte Gepäckförderanlage führt, die für den Fluggast nicht sichtbar ist.
Bevor das Gepäck den langen Weg zum Flugzeug antritt, wird es einer sehr genauen Sicherheitskontrolle unterzogen. Diese Kontrolle kann sich bis zu dreimal wiederholen, jeweils in verstärkter Form. Konnte nach der letzten Untersuchung immer noch nicht eindeutig ausgeschlossen werden, dass es sich bei dem Gepäckstück um eine Bombe oder ein anderes, für den Flugbetrieb gefährliches Gut handelt, wird versucht, den Eigentümer des Gepäckstückes zu finden. Dieser muss dann sein Gepäck identifizieren und öffnen. Ist es allerdings unmöglich, den entsprechenden Fluggast oder Eigentümer aufzutreiben, wird das Gepäck einer kontrollierten Zerstörung zugeführt und so aus dem Verkehrsstrom gezogen.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Vorstellung der Motivation für moderne Gepäckförderanlagen und die methodische Herangehensweise beim Aufbau des Modells.
2 Grundlagen der Speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS): Erläuterung der technologischen Entwicklung, Funktionen, Hardware-Komponenten und Programmierprinzipien einer SPS.
3 Erweiterte Grundlagen der Fördertechnik: Klassifizierung von Förderelementen, Verzweigungstypen und die Funktionsweise des Ringsorters von psb.
4 Gesamtaufbau der Gepäckförderanlage: Skizzierung der Abläufe an einem realen Flughafen im Vergleich zum vereinfachten Modellprozess.
5 Darstellung des Modells: Detaillierte Beschreibung der Modellbausteine, der Identifikationsstrecke, der Zusammenführung sowie der nachträglichen Erweiterungen.
6 Sensortechnik: Beschreibung der eingesetzten Taster, Induktionssensoren und Barcodeleser zur Erfassung des Materialflusses.
7 Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS): Diskussion der praktischen Anwendung einer SPS im industriellen Maßstab und der spezifischen Implementierung in diesem Modellprojekt.
8 Abschließende Betrachtung: Zusammenfassendes Fazit über das erreichte Modell, die Herausforderungen bei der Umsetzung und Ausblicke für zukünftige Optimierungen.
Schlüsselwörter
Gepäckförderanlage, Speicherprogrammierbare Steuerung, SPS, Fördertechnik, Modellbau, Fischertechnik, Barcodeleser, Sensortechnik, Ringsorter, Identifikationsstrecke, Materialfluss, Automatisierung, Flughafenlogistik, Steuerungstechnik, Systemintegration
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in der Arbeit grundlegend?
Die Arbeit befasst sich mit der Entwicklung und Erweiterung eines funktionsfähigen Gepäckfördermodells aus Fischertechnik-Bausteinen, das als Demonstrationsanlage für kleine und mittelgroße Flughäfen dient.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Zentral sind die Bereiche SPS-Programmierung, fördertechnische Grundlagen, Sensorintegration zur Objekterkennung und die Nachbildung von Gepäcklogistik-Prozessen.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Ziel ist es, den Bewegungsablauf von Gepäckstücken vom Check-in bis zur Verteilung an verschiedene Ziele (Gates oder Speicher) mittels einer SPS-Steuerung realitätsnah abzubilden.
Welche wissenschaftliche Methode wurde verwendet?
Es wurde ein anwendungsorientierter Ansatz gewählt, bei dem ein physisches Modell konstruiert, mit Sensoren ausgestattet und mittels einer Bosch-SPS automatisiert programmiert wurde.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil behandelt die technischen Grundlagen der SPS, die fördertechnischen Komponenten, die detaillierte Beschreibung der Modellarchitektur sowie die eingesetzte Sensortechnik.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind Gepäckförderanlage, SPS, Fischertechnik, Barcodeleser, Automatisierung und Materialfluss.
Warum wurde für das Modell eine Bosch CL 300 SPS gewählt?
Es handelt sich um ein bestehendes System aus den achtziger Jahren, das für die Anforderungen der Modellanlage vollkommen ausreichend war, da hier keine redundanten Sicherheitsanforderungen wie im realen Flugbetrieb vorliegen.
Welche Bedeutung hat das „No-Read-Element“ im Modell?
Das No-Read-Element dient dazu, Gepäckstücke, deren Barcode nicht korrekt oder eindeutig gelesen werden konnte, erneut der Zusammenführung zuzuführen, um einen erneuten Leseversuch zu ermöglichen.
- Quote paper
- Dipl.-Ing. Maximilian Kalbfleisch (Author), 2005, Ausbau und Erweiterung eines Gepäckfördermodells für kleine und mittelgroße Flughäfen mit Hilfe einer SPS-Steuerung zu Demonstrationszwecken, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/78672
