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Fahrerloses Transportsystem (FTS)
Eine der Hauptkomponenten in der Motorenmontage der DEUTZ AG bildet das Fahrerlose Transportsystem (FTS), welches den automatisierten Transport im Motoren- und Materialfluss gewährleistet. Das FTS ist somit das zentrale Transportsystem in der Montagehalle und verfügt über zahlreiche Schnittstellen zu den jeweiligen Montage-Systemen in der Prozessebene, u.a. für Warenein- und -ausgang, Material- und Motorpuffer, Übersetzer Fliessmontage und Übergabe Farbgebung (vgl. Abbildung-1 unten).
Das neue FTS in der Kölner Montagehalle wurde von DEUTZ in der Zeit vom 27.12.2009 bis 8.1.2010 gemeinsam mit dem Materialfluß-Systemspezialisten MLR System GmbH installiert und in Betrieb genommen. Das neue FTS basiert hierbei auf einer leitdrahtlosen Lasernavigation und unterstützt einen Fahrparcour von rund 6.800m. Insgesamt sind 1.600 Übergabestellen (Ziele) programmiert. Im Einsatz sind 43 frei navigierende Gabelhubwagen (FTS-Fahrzeuge, vgl. Abbildung unten) in drei Varianten für Längs- und Querladegut sowie für den Motorentransport. Das System leistet bis zu 8.000 Transporte täglich und ist an insgesamt 15 automatische Fördertechnik / Ladesysteme des Material- / Motorenflusses angebunden.
 - FTS-Fahrzeug
Innerhalb der IT-Systemstruktur der Montage gehört die IT-Steuerung des FTS zu den Leitsystemen der Fabrik (vgl. Abbildung-1 unten). Zur Kommunikation mit den FTS-Fahrzeugen wird ein IEEE 802.11a basiertes Wireless LAN genutzt (5 GHz, 54 Mbps, vgl. auch Infobox im dritten Teil (ganz unten). Nach der Inbetriebnahme des WLANs im Juli 2009 konnten an den Wochenenden die einzelnen Schnittstellen getestet und in Betrieb genommen werden. Hierzu musste jeweils der alte FTS-Leitrechner runtergefahren und die weiterhin benötigten FTS-Module an das neue System angedockt werden. Ebenso die externen Kommunikationspartner (MLR, SICALIS, …). Ein solcher Vorgang dauerte jeweils 1h und endete mit einem Produktivtest des alten Systems.
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Industrial-IT mit Ethernet & TCP/IP
Das Industrial-IT Team des Kölner Motorenherstellers DEUTZ AG betreut die IT-Systemstruktur der Motorenproduktion. Diese umfasst auf der Leitsystemebene, neben dem Montageleitrechner (MLR) den FTS-Leitrechner (v. MLR LogOS), die Prozessvisualisierung (SICALIS) sowie die Systeme zur Programmierung der Motor-Steuergeräte. Hinzu kommen zahlreiche Systeme u.a. für Warenein- und -ausgang, Montagen, Prüffeld etc. (vgl. Abbildung-1 unten). Mit den Leitsystemen versorgt das Industrial-IT Team insgesamt 15 Server, 250 PCs und über 100 Steuerungen und Prozess-rechner. Der gesamte Produktionsprozess ist nahtlos IT-gesteuert und genau aufeinander abgestimmt. Die Fabrik wurde 1992 in Betrieb genommen und gehört seitdem zu Europas modernsten Montageanlagen.
Martin Feller, Leiter des Industrial-IT Teams, war von Beginn an dabei und entschied sich bereits in den Neunzigern für einen sukzessiven Ausbau der Struk-turierten Verkabel-ung und den Einsatz der stan-dardisierten Ethernet-Technologie. „Es war für uns eine naheliegende Entscheidung, auch bei der jetzigen Ablösung des 18 Jahre alten FTS weiter in Richtung Ethernet und TCP/IP zu investieren“, erläutert Feller.
 - Martin Feller, Leiter Industrial IT, DEUTZ Montage, Köln-Porz
Die Anbindung an den Montageleitrechner und die Kommunikation zwischen den einzelnen FTS-Komponenten erfolgt nach dem allgemein gebräuchlichen TCP/IP-Standard. Für die Anbindung an die Prozessebene wurde zusätzlich RFC1006 verwendet. Zur Konvertierung des TCP/IP mit RFC1006 zum proprietären SIEMENS Protokoll SINEC AP hat das Team um Martin Feller eine pragmatische Lösung angestrebt und gemeinsam mit SIEMENS entwickelt: ein dezidiertes SPS-Gateway (vgl. Infobox im zweiten Teil). „Das Gateway mit der RFC1006-Anbindung erlaubte uns die Anbindung der Prozessebene ohne Anpassung der Anwendungsoftware und damit unproblematische Tests in der Entwicklungsphase des Projektes“ ergänzt Feller.
Eine wichtige Rahmenbedingung für den reibungslosen Produktionsablauf sowie für den Einsatz des neuen FTS ist eine zuverlässige Netzwerkinfrastruktur. Wir beschreiben nachfolgend zunächst das Netzdesign in der Montagehalle und skizzieren anschliessend den integrierten Carrier Class Redundanzmechanismus EAPS (im dritten Teil). Das modular strukturierte Switch-Betriebssystem ExtremeXOS™ unterstützt dabei zusätzlich die Hochverfügbarkeit im Netzwerk (vierter Teil).
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Industrial Ethernet
Netzwerk-Erweiterung bei der DEUTZ AG in Köln. EAPS & EXOS unterstützen Hochverfügbarkeit, Security, Scripting & Universal Port [mehr].
Industrial Ethernet im Motorenbau
Hochverfügbare Netzwerkinfrastruktur
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Firmenprofil DEUTZ AG
1864 als N.A. Otto & Cie. in Köln gegründet, ist die DEUTZ AG heute die älteste Motorenfabrik der Welt und einer der weltweit führenden unabhängigen Motorenhersteller. Die Kernkompetenzen des Unternehmens liegen in der Entwicklung, Produktion, dem Vertrieb und Service von Dieselmotoren für professionelle Einsätze. Der Full-Line-Motorenspezialist verfügt über eine breite Palette flüssigkeits- und luftgekühlter Motoren in einem Leistungsspektrum von 10 kW bis 500 kW, die in Baumaschinen, Energie-Erzeugungsanlagen, Landmaschinen, Nutz- und Schienenfahrzeugen sowie Schiffen zum Einsatz kommen. DEUTZ Kunden werden von 16 Vertriebsgesellschaften, 12 Vertriebsbüros, 16 Service-Centern und über 800 Vertriebs- und Service-Partnern in mehr als 130 Ländern der Erde betreut.
In der Kölner Montagehalle 40 werden pro Stunde 44 Motoren gefertigt. Mit zwei Montagelinien in bis zu drei Schichten an maximal sechs Tagen in der Woche sowie unter Berücksichtigung von rund 3.800 Varianten. Eine der Hauptkomponenten für diesen hohen Output in der Motorenmontage bildet dabei das Fahrerlose Transportsystem (FTS), welches den automatisierten Transport im Motoren- und Materialfluss gewährleistet.
Austausch des FTS und Migration zu TCP/IP mittels SPS-Gateway
Die Kölner Motorenbauer haben Anfang 2010 innerhalb von nur 12 Arbeitstagen das aus dem Jahr 1992 stammende Fahrerlose Transportsystem (FTS, vgl. auch Infobox links) ersetzt. Rahmenbedingungen für die Umstellung auf das neue FTS waren, neben der Realisation einer hochverfügbaren Netzwerk-Infrastruktur (inkl. IEEE 802.11a WLAN), auch die Entwicklung eines dezidierten SPS-Gateways, welches zwischen dem proprietären Protoll SINEC AP und dem herstellerübergreifenden Standard TCP/IP (mit RFC 1006) konvertiert (vgl. Infobox im zweiten Teil).
Hochverfügbare Netzwerk-Infrastruktur
Die DEUTZ AG verfügt in der Kölner Produktion über ein hochverfügbares 100/1000 Mbps Ethernet Netzwerk, basierend auf Aktiven Komponenten des Herstellers Extreme Networks. Neben dem modularen und innovativen Betriebssystem der Switches, sorgt hierbei insbesondere der Carrier Class Redundanzmechanismus EAPS für die notwendige Hochverfügbarkeit im Netz.
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