Sensorlösung für die effiziente Gepäck-Logistik bei der Fraport AG

  • Quelle: Fraport AG

  • Fehlersichere Behältererkennung mit Leuze electronic Sensoren im High-Speed-Logistiksystem am Flughafen Frankfurt.

  • Im kompakten Gehäuse der neuen Lesestationen sind drei Polfilter-Lichtschranken und darüber ein zusätzlicher Lichttaster untergebracht.

  • An der Rückseite der Lesestationen werden per LED Betriebszustände wie Spannungsversorgung, Warnsignal, Vortaktsignal, Taktsignal und Infosignal angezeigt.

  • Lesestationen von Leuze electronic stellen die Weichen in den Förderstrecken der Gepäckförderanlage am Flughafen Frankfurt.

  • Im Baggage Control Center, der zentralen Betriebssteuerstelle der Gepäckförderanlage am Flughafen Frankfurt/Main laufen alle Informationen zusammen.

    Quelle: Fraport AG

  • Flughafenüberspannend erstreckt sich die Gepäckförderanlage am Flughafen Frankfurt/Main über derzeit 77 km lange Förderstrecken.

    Quelle: Fraport AG

  • In einigen Bereichen fahren die Behälter mit Geschwindigkeiten bis zu 10 m/s. Quelle: Fraport AG

Mega-Logistik mit High-Speed

Sensoren von Leuze electronic steuern die Weichen in der gigantischen Gepäcklogistik am Frankfurter Flughafen

Der Frankfurter Flughafen ist als Umsteigeflughafen eine der bedeutendsten Luftverkehrs-Drehscheiben der Welt. In dessen Mittelpunkt steht eine hochkomplexe, flughafenüberspannende Gepäcklogistik für das Check-in- und Transfer-Gepäck. Neue Lesegeräte von Leuze electronic an den Weichen der Förderstrecken tragen maßgeblich dazu bei, dass das Gepäck der Passagiere schnell und zuverlässig das Ziel erreicht.

9.25 Uhr: Flug DL 106 aus New York im Anflug auf Flughafen Frankfurt am Main. Passagier Michael Edwards hat seine Reiselektüre schon im Handgepäck verstaut und vergewissert sich mit einem Blick auf die Uhr, dass die Maschine pünktlich landen wird. Es bleibt ihm nicht viel Zeit, um den Anschlussflug nach Wien zu erreichen. Zum Glück muss er sich nicht um sein Gepäck kümmern. Die freundliche Dame am Check-in hat ihm versprochen, dass es automatisch weitergeleitet wird. Doch wird das klappen?

Währenddessen bleibt Franz Regner, Diplom-Ingenieur bei der Fraport AG, der Betreibergesellschaft der internationalen Luftverkehrs-Drehscheibe Frankfurt Airport, gelassen. Er kennt weder Edwards noch einen der anderen Passagiere aus Flug DL 106. Doch er weiß, dass dessen Gepäck – wie das Gepäck aller „Umsteiger“ – die jeweilige Anschlussmaschine pünktlich erreichen wird. Im Schnitt steigen mehr als die Hälfte der jährlich über 53 Millionen Passagiere am Drehkreuz Frankfurt mit ihrem Gepäck um.

Am schnellsten Großflughafen der Welt

Regner ist mit seinen Kollegen zuständig für die Gepäckförderanlage (GFA), die das Herz der Gepäckabfertigung und damit eine der wichtigsten Dienstleistungen am Frankfurter Flughafen darstellt. Fraport garantiert Umsteigezeiten von minimal 45 Minuten, in denen das Transfergepäck ausgeladen, sortiert, transportiert und wieder verladen wird. In dieser Zeitspanne erfolgt zudem eine mehrstufige automatische Durchleuchtung der Gepäckstücke.

Mit den kurzen Umsteigezeiten für Passagier und Gepäck zählt der gigantische Flughafen „Frankfurt Airport“ (FRA) zu den schnellsten Großflughäfen der Welt. Bedenkt man, dass ein ankommender Flug bis zu 85 Anschlussflüge bedient, so spiegelt sich im Einhalten der minimalen Umsteigezeit für gleichzeitig all diese über den gesamten Flughafen verteilten Verbindungen eine einzigartige Logistikleistung wider.

Hohe Zuverlässigkeitsrate mit Leuze electronic Sensoren

Das hochkomplexe Logistiksystem ist ein High-Speed-Umschlagzentrum, das in Spitzenzeiten bis zu 120.000 Gepäckstücke am Tag bewältigt – mit allen Sicherheitshürden. „Unsere Gepäckförderanlage für das Check-in- und Transfer-Gepäck läuft seit Jahrzehnten wie ein Uhrwerk, allerdings mit stetiger Anpassung an wachsende Anforderungen“, erzählt Regner.

Was ursprünglich mit Förderstrecken von rund 26 km Länge begann, wuchs bis heute zu einer flughafenüberspannenden Behälterförderanlage mit derzeit 77 km Förderlänge. Eine der jüngsten Verbesserungen findet im Bereich der Sensorik entlang der Förderstrecken, Regner´s eigentlichem Aufgabengebiet, statt. „Tausende von Sensoren steuern die Weichen der gigantischen Anlage, um Koffer und Taschen zwischen dem Terminal 1 und 2 sowie der Vorfeldstation zu ihren Zielen zu bringen“, erklärt Regner.

Mit der neuesten Ausführung der Lesegeräte KA 973 von Leuze electronic arbeitet er weiter an der Optimierung der Zuverlässigkeitsrate, die mit beeindruckenden 99,83 % ohnehin schon ganz knapp bei 100 % liegt. Die Lesegeräte sind Teil der ausgeklügelten Behältererkennung und bestehen aus jeweils drei PRK 3B Reflexions-Lichtschranken mit Polarisationsfilter und einem zusätzlichen HRTR 3B Reflexions-Lichttaster mit Hintergrundausblendung.

Optimierung auf höchstem Leistungsniveau

Die so genannten Polfilter-Lichtschranken in den neuen Lesegeräten minimieren im Vergleich zu den bisher verwendeten Ausführungen Fremdlichtprobleme. Mögliche Fehllesungen durch spiegelnde bzw. reflektierende Flächen an den GFA-Behältern werden damit vermieden. Außerdem verhindert eine gut einstellbare Reichweite die ansonsten auftretende Reaktion der Sensoren bei Erkennung benachbarter Behälter in den parallelen, nah benachbarten Bahnen. „Das Teachen der Reichweiten mittels Teach-Knopf ist einfach und erfüllt zugleich unsere Anforderungen hinsichtlich einer robusten Geräteausführung“, ergänzt Regner.

Eine weitere funktionale Verbesserung bringt der eigens in die Lesegeräte integrierte Reflexions-Lichttaster vom Typ HRTR 3B. Er ist 50 mm über den zur Codelesung eingesetzten Lichtschranken angebracht und prüft zusätzlich das Vorhandensein eines Behälters. Den Grund hierfür beruht auf Erfahrung: denn es besteht grundsätzlich die Möglichkeit, dass ein Behälter vor einem Lesegerät kurzzeitig stehen bleibt und damit einen Time-out der Lichtschranken und infolgedessen eine Fehllesung verursacht. Mit der zusätzlichen Behältererkennung lassen sich solche, wenn auch höchst selten auftretende Störfälle, vermeiden.

Binärcode lesen mit Hochgeschwindigkeit

Die Schaltfrequenz der Reflexions-Lichtschranken und die erforderliche Lichtfleckgröße ergeben sich aus den enormen Fördergeschwindigkeiten und der Beschaffenheit der Binärcodierung auf den Kennungsträgern. Diese Codierleisten befinden sich an den insgesamt 18.000 Behältern, die ständig im Umlauf sind.

Jede der seitlich an den Behältern angebrachten Codierleisten hat zwei Zeilen: eine Taktspur und darunter eine Informationsspur. Beide Spuren besitzen 21 Felder (Bits). Auf der Taktspur wechseln sich Null und Eins in gleichmäßigen Abständen ab. So erhält man 21 Taktsignale, die zur Erkennung einer Behälteranwesenheit sowie zur Synchronisierung der Informationsspur dienen. Jedem Taktbit ist ein Informationsbit zugeordnet. Die Reihenfolge dieser Bits (Einsen und Nullen) stellt letztlich die Behälternummer dar.

Passiert ein Behälter eine Lesestelle, wird zuerst die Vortakt-Lichtschranke durch die Taktspur bedämpft. Damit wird die Anwesenheit des Behälters festgestellt. Danach werden die Info- und die Takt-Lichtschranke von der jeweiligen Spur bedämpft. Daraus ergibt sich die bereits erwähnte Anzahl von drei Reflexions-Lichtschranken in einem Lesegerät. Bedingt durch deren Anordnung eilt das Infosignal dem Taktsignal um 90° voraus. Somit ist das Info-Signal bei steigender Flanke des Taktsignals gültig, d. h. der Lichtfleck der Info-Lichtschranke befindet sich genau mittig im Info-Feld der Codierleiste. Diese ist 780 mm lang und deren Reflexfelder (High-Signal) sind 20 und die dazwischen liegenden Dunkelfelder (Low-Signal) 18 mm breit. Setzt man dies in Relation zu den Fördergeschwindigkeiten, ergeben sich immense Lesefrequenzen. Hierzu sagt Regner: „In einigen Bereichen, wie etwa durch lange, gerade Tunnelstrecken, fahren die Behälter mit Geschwindigkeiten von 5 m/s, testweise sogar 10 m/s“.

Wo allerdings Richtungsänderungen stattfinden, wie in Kurven oder an Weichen, muss die Geschwindigkeit aufgrund der enormen Fliehkräfte drastisch reduziert werden. Dennoch wird im Durchschnitt eine Transportgeschwindigkeit von immerhin noch 2,5 m/s erreicht. Die Lesestelle wurde hier auf 5 m/s ausgelegt, um für die Zukunft gerüstet zu sein. Rechnerisch bleiben bei 5 m/s noch 4 Millisekunden zum Lesen eines Bits. Die Schaltfrequenz der PRK 3B Reflexions-Lichtschranken von Leuze electronic liegt bei 1.000 Hz – damit ist diese Anforderung also erfüllt.

Auch in Hinblick auf die geforderte Lichtfleckgröße sind die PRK 3B optimal geeignet. Franz Regner hat eine Größe von 5 bis 6 mm vorgegeben, damit eine möglichst breite Abdeckung der jeweiligen Kontaktfläche zur zuverlässigen Erkennung auch bei Beschädigungen oder Verschmutzungen gegeben ist. Dabei ist gewährleistet, dass niemals zwei Kontaktflächen gleichzeitig abgedeckt werden.

Andere Anforderungen, wie etwa die Gehäusegestaltung der Lesestationen, resultieren vor allem aus der Handhabung und den rauen Umgebungsbedingungen. Schon die besonders robuste Ausführung der Leuze electronic Sensoren mit hohen Schock- und Vibrationsfestigkeiten erfüllt die gestellten Vorgaben. Das Metallgehäuse wurde mit einem speziellen erschütterungsfesten Ausrichtmechanismus für die Sensoren ausgestattet.

Insgesamt kommt bei der Gehäuseauslegung und der Sensoranordnung die besonders kompakte Baugröße der Sensor-Serie 3B zugute. Die Lesestationen werden komplett bestückt und mit einer Mittenpunktabweichung von ±1 mm auf eine Entfernung von 120 mm ausgerichtet an Fraport geliefert. Sie passen 1:1 in die vorhandenen Lesestellenhalterungen und lassen sich leicht justieren.

Zuverlässig am Ziel

12.15 Uhr, Gepäckausgabe Flughafen Wien (VIE): Michael Edwards nimmt seinen Koffer vom Förderband und strebt erleichtert dem Ausgang zu. Er kennt weder Franz Regner noch einen seiner rund 6.000 Kollegen bei Fraport, die im „Ground Handling“ am Frankfurter Flughafen dafür sorgen, dass Flugzeuge reibungslos abgefertigt werden und neben Passagieren auch das Gepäck der Gäste zeitgerecht „umsteigen“ kann. Gleichwohl ahnt er in solchen Momenten, dass hinter all dem eine logistische Meisterleistung steckt.

„Die neuen Lesegeräte von Leuze electronic mit Polfilter-Lichtschranken und Lichttastern tragen maßgeblich dazu bei, dass wir die weltweit intensivste Drehkreuzleistung erfüllen“, resümiert Franz Regner.

Verwendete Produkte

  • Branche/Bereich

    Intralogistik (Stetigförderer)

  • Aufgabenstellung

    Anwesenheitsprüfung, Barcode

  • Applikation

    Sensorlösung für die effiziente Gepäck-Logistik bei der Fraport AG

Kontakt & Support

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