作为一家全球物流企业，Arvato SE总部位于居特斯洛，为客户提供从订单接收到多渠道服务再到退货管理的全流程B2C和B2B物流服务。该公司在全球100个站点开展业务，仅在德国就有28个物流中心，仓储容量近100万 m²，其中包括居特斯洛和Harsewinkel基地的多个高架仓库。从这里，客户的货物被发往各个行业，完成订单拣选、包装并送达收件人。高架仓库与一条超过250 m的中央环形输送线相连，用于完成订单处理。

Arvato公司约250 m长的中央环形输送机

24 V技术实现更高效运行

此前，环形输送机的输送技术仍基于带三相电机的滚筒驱动。“这些驱动装置噪音很大，在整条线路运行时会持续不断。”Arvato高级工程主管Markus Wolharm解释道，“此外，它们的机械磨损严重，需要频繁维护。”

在运行约20年后，这些24 V滚筒电机终于在2022年夏季被全新的驱动装置取代。安装团队将186个中央电机驱动辊（MDR）EP7402集成到电机驱动辊（MDR）控制器中。同时，现有的控制架构也升级为 Ultra-Compact工业PC C6030，软件从Twincat 2更新为Twincat 3，并与现有的订单拣选系统适配。

输送线的机械改造由Budde Systems完成，该公司将整条线路分为125个独立段，并预先完成了所有组件的装配。“这种模块化的改造理念与我们的生产需求完美契合，”Arvato总经理 Maximilian Budde 表示，“这让我们能够在不中断运营的情况下完成改造。”

单电缆自动化的优势

这种模块化方法的前提是EtherCAT盒式模块M8连接器，它不仅为传感器和滚筒驱动供电，还通过ENP混合电缆（B23）实现数据和电源的EtherCAT通信。“这使得连接快速灵活，”倍福应用技术部Stefan Maßmann强调了单电缆自动化（OCA）系统的优势。因此，工程师必须将自己的Zener二极管集成到 MDR 控制器中，以防止MDR控制器和馈电模块之间出现不兼容的混合电压。

为了容纳EP-Box模块的27个开关柜，必须对现有配电板进行调整。每个开关柜都集成了多个段，并在其中心点精确对齐，“这再次证明了单电缆理念的优势。”Stefan Maßmann 表示。最初的方法在 EP-Box 模块的输入范围方面存在限制。遗憾的是，在试运行期间，必须对每个滚筒驱动的输出进行调整，以匹配相应的 Stromversorgung PS3031 传感器或执行器的激活。当检测到额外的条形码扫描仪时，识别变得更加复杂。同样，传感器也通过EP-Box模块的I/O接口连接。如有需要，可通过EtherCAT端子模块 I/O 模块轻松集成额外的EtherCAT 端子模块。“滚筒驱动和条形码扫描仪的重量减轻就是一个很好的例子，”Stefan Maßmann补充道。

基于PC的控制和OCA实现更高灵活性

“借助单电缆自动化和IP67盒式模块，我们在设备扩展方面更加灵活。”Markus Wolharm 提到了另一个重要的物流理念。HMI 还能发挥系统的其他优势，例如清晰地显示各个段。

这一点在包裹运输中得到了验证：当包裹从一个段运输到另一个段时，相应的滚筒驱动会关闭，以避免不必要的能耗 ，这完全取决于单个段的占用情况。“当包裹在两个段之间运输时，总是会激活相应的段。”倍福应用技术部Dimitri Kool解释道。包裹到达下一个段后，前一个段的滚筒驱动关闭，无需额外的控制干预。这种优势通过Zener二极管得到了进一步提升，它通过环形段实现了无接触的包裹运输。

通过变体管理实现高效工程

在整个为期半年的改造期间，必须保持Harsewinkel基地的运营。因此，项目的要求被划分为多个阶段。第一阶段是现代化改造，这对物流团队来说是首要任务，包括一台新的工业PC C6030和Twincat 3的首次调试。此外，还为所有自动化组件增加了更大的电源。

最后，两个软件项目都集成到超紧凑型工业PC C6030中。“变体管理的集成使我们能够高效地实现和维护每个变体的总项目，并将其集成到Git仓库中。”Stefan Maßmann表示。

硬件改造还包括将Twincat 2升级到Twincat 3，这在高架仓库的仓储区中是全新的。在 Twincat 3 中，有预配置的数据结构，可由EP-Box模块通过变量处理，并且可以在新的和现有的控制之间自由切换配置。当数据结构从Twincat 2迁移到Twincat 3时，功能实例被重新实现，然后再次迁移到Twincat 3。“这有一个优势，即我们所有的程序都可以在新的和现有的控制之间自由切换，以便在更新时进行交换。”Stefan Maßmann 表示，“在大约200 个 MDR 控制器中，每个控制器都有50个信号需要描述，因此倍福可以节省大量的安装工作量。”

更少的包裹，更低的能耗

通过改造，可靠性得到了提升，同时电机的输出从2000 W降低到3000 W，每个包裹的运输能耗显著降低。“这些驱动装置不仅更安静，而且运行更高效，同时减少了手动干预的需求。”Markus Wolharm表示。

作为参考项目，Harwinkel基地的环形输送线改造已在Arvato的其他地点和仓库中得到应用，无论是在能耗方面还是在对员工的噪音影响方面。对于Markus Wolharm来说，单电缆自动化的优势和输送技术的调整是显而易见的，但安装工作量也显著增加。