Sensoren für die automatisierte Buchausleihe in Büchereien

  • Umschlagplatz für Bücher: die Leserterrassen im Jacob-und-Wilhelm-Grimm-Zentrum der Humboldt Universitätsbibliothek Berlin („Grimm-Bibliothek“)

  • Swisslog-Telelift Leichtförderanlagen für den automatisierten Transport von Büchern in Bibliotheken

  • Transportlösungen mit Leuze electronic Codierleisten für die Barcodelesegeräte bewirken mehr Effizienz beim Handling der Büchermengen in großen Bibliotheken

  • Bedienterminals für die Ausleihe und Rückgabe von Büchern

  • Der Behälter bewegt sich schnell in Richtung Vertikalförderer – ein vollautomatischer Aufzug, der nach dem Paternoster-Prinzip Bücher zwischen den einzelnen Gebäudeetagen trans-portiert

  • Das Innenleben des Vertikalförderers zeigt hochdynamische Antriebselemente und zuverlässige Sensoren am PROFIBUS

  • Barcodelesegeräte an der Transportbahn lesen bei der Durchfahrt der Behälter die voreingestellten Codes und übergeben die Daten per PROFIBUS an die Steuerung

  • Die Voreinstellung am Behälter kann wahlweise mit Schiebecodierleisten oder, wie hier, mit Drehcodierscheiben erfolgen, wobei der Bedienstete durch eine Drehbewegung von Hand sehr einfach und rasch das Ziel für den Behältertransport einstellen kann

  • Im Gegensatz zu Drehcodierscheiben lassen sich Behälter mit seitlich angebrachten Codierleisten optimal ineinanderstapeln, d. h. sie werden nestbar und können platzsparend gelagert werden

  • Die Codierleisten werden eingestellt, indem rote Positionselemente so verschoben werden, dass sie bestimmte Barcodes für die Lesegeräte verdecken

  • Das Laser-Distanzmessgerät AMS200 von Leuze electronic übermittelt die Signale zur Bewegung des Vertikalförderer per PROFIBUS an die Steuerung

Karteikästchen ade!

Leuze electronic Sensoren helfen bei der Automatisierung von Buchausleihen in modernen Bibliotheken

In großen Bibliotheken herrscht Selbstbedienung von der Ausleihe bis zur Rückgabe. Die wenigsten denken darüber nach, wie die Rücksortierung zurückgegebener Medien erfolgt. Hier helfen automatisierte Prozesse mit flexiblen Fördersystemen von Swisslog-Telelift und Sensoren von Leuze electronic.

Die Deutsche Nationalbibliothek in Leipzig stellt ihren Besuchern fast 25 Millionen Medien zur Verfügung. Täglich werden Tausende davon genutzt, ausgeliehen und zurückgebracht. Nur durch automatisierte Prozesse gelingt das Handling dieser gewaltigen Menge. Zudem werden schnelle Zugriffszeiten, verkürzte Wege und kostengünstigere Abläufe gefordert – das gilt neben der Deutschen Nationalbibliothek auch für das Jacob-und-Wilhelm-Grimm-Zentrum der Humboldt Universitäts-Bibliothek Berlin („Grimm-Bibliothek“) und für die Staatsbibliothek zu Berlin.

Transportlösungen von Swisslog-Telelift tragen entscheidend dazu bei, dass in diesen großen renommierten Bibliotheken die Auftragsabwicklung beschleunigt und das Personal von manuellen Transportaufgaben entlastet wird (Bilder 1a und 1b). Der hochgradig automatisierte Betriebsablauf, der die Nutzer von unnötigen Wartezeiten an den Be- und Entladestellen befreit, erfordert zuverlässige, hochintegrative Sensoriklösungen von Leuze electronic (Bild 2). Für Jörg Franke, der bei Swisslog-Telelift als Projektleiter für Leichtförderanlagen tätig ist, liegt der Vorteil klar auf der Hand: „Zurückgegebene Bücher können schneller wieder bereitgestellt werden. Das bringt einen echten Mehrwert für die Leser und ist ohne Zweifel ein Qualitätsmerkmal der Bibliothek.“

Spezialist im Bereich Leichtfördertechnik

Das im bayrischen Puchheim tätige Unternehmen Swisslog-Telelift ist ein Teil der Swisslog Gruppe und ein führender Hersteller von Förderanlagen für den betriebsinternen Transport leichter Güter und Dokumente. Neben schienengebundenen Transportsystemen fertigt dieser Hersteller auch fahrerlose Transportsysteme mit einer maximalen Zuladung von 500 kg.

Im Bereich der Bibliotheken betreut das Unternehmen die gesamte Logistik von der Buchrückgabe über die Sortierung bis hin zum zielgerichteten Transport in die Magazine. Alle Swisslog-Telelift Transportsysteme lassen sich anforderungsgerecht in die heute übliche Selbstverbuchungs-Logistik der Bibliotheken einbinden – also bis hin zu den Kundenterminals, wo Medien ein- und ausgegeben werden (Bild 3). Jörg Franke erläutert das Leistungsportfolio: „Wir entwickeln und fertigen modulare Systeme für nahezu alle Anforderungen und bieten dem Kunden alles aus einer Hand – von der Konzeption und der Planung über den Bau bis hin zur Inbetriebnahme. Im Bereich der Sensorik arbeiten wir seit langem erfolgreich mit den Fachleuten von Leuze electronic zusammen.“

MultiLift mit Leuze electronic Sensorik

Bei den beiden großen Berliner Bibliotheken, der Universitäts- und Staatsbibliothek, als auch bei der Deutschen Nationalbibliothek in Leipzig wurden im Zuge von Umbaumaßnahmen Lösungen realisiert, bei denen Bücher in antriebslosen Transportkisten auf Bandanlagen und in Aufzügen („Vertikalförderern“) zum Bestimmungsort gelangen konnten. Bei diesen Anwendungen kam das System „MultLift“ zum Einsatz. Dieses grundlegende Technikkonzept von Swisslog-Telelift besteht im Wesentlichen aus Förderbandstrecken und Rollenbahnen für den horizontalen Transport innerhalb einer Gebäudeebene sowie aus vollautomatischen Behälteraufzügen für den Vertikaltransport zwischen einzelnen Gebäudeetagen (Bilder 4 und 5).

Als Transportmittel kommen Bücherförderbehälter mit einer maximalen Zuladung von 25 kg zum Einsatz. Das MultiLift-System arbeitet mit einer direkten Zielsteuerung (Bild 6). Jörg Franke erläutert die Arbeitsweise: „Das Transportziel wird an Codeträgern, die sich direkt am Förderbehälter befinden, eingestellt. Das können entweder Schiebecodierleisten oder Drehcodierscheiben sein. Die berührungslosen Zielabfragen mit den Leuze electronic Barcodelesegeräten BCL 34 erkennen an allen Entscheidungsstellen in der Förderstrecke die Zieleinstellung. So erreichen die Behälter ihr Ziel schnell und zuverlässig.“In der Berliner Grimm-Bibliothek wurden Drehcodierscheiben von Leuze electronic verwendet (Bild 7). Damit lassen sich die Codes schnell und einfach durch eine Drehbewegung von Hand einstellen. Im Unterschied dazu erlauben die in der Staatsbibliothek und auch die in der Deutschen Nationalbibliothek verwendeten Schiebecodierleisten eine uneingeschränkte „Nestbarkeit“ (Bild 8). Das bedeutet, dass die Behälter optimal waagrecht ineinander gestapelt werden können. Jörg Franke sagt hierzu: „Das spart enorm Platz, beispielsweise in der Deutschen Nationalbibliothek, wo etwa 350 Behälter zum Einsatz kommen.“

Datenübetragung per PROFIBUS

Die Barcodelesegeräte verfügen über eine integrierte PROFIBUS Schnittstelle. Damit werden PROFIBUS Gateways und RS-232-Komponenten eingespart und die Kosten für das Gesamtsystem erheblich reduziert. Die Barcodelesegeräte BCL 34 lesen die an den Schiebecodierleisten von Hand voreingestellten Codes ein (Bild 9) und übertragen die Daten direkt über PROFIBUS an die Steuerung, die damit das Ziel für jeden erfassten Behälter eindeutig identifizieren kann. Dabei erlauben die Barcodelesegeräte eine maximale Signalübertragungsrate von 12 MBd.

Die Programmierung der Geräte erfolgt direkt über das Softwaretool des PROFIBUS Masters, d. h. zur Parametrierung sind keine weiteren Parametriertools erforderlich. Im Bedarfsfall ist der Austausch eines Barcodelesegeräts in Sekundenschnelle und ohne besondere Fachkenntnis möglich. Der BCL 34 Status kann direkt durch das PROFIBUS Diagnosetool abgefragt und überwacht werden.

Distanzmessung im Aufzug

Für eine hohe Transportleistung und zur Überwindung von großen Förderhöhen zwischen den einzelnen Gebäudeetagen wird in der Staatsbibliothek zu Berlin ein Behälter-Umlaufaufzug im Paternosterprinzip eingesetzt. In der Grimm-Bibliothek hingegen kommt ein Linearaufzug zum Einsatz, der elf Etagen miteinander verbindet. Die MultiLift-Aufzugsysteme werden während des Transports sowohl bei der Aufwärts- als auch bei der Abwärtsfahrt vollautomatisch be- und entladen, wobei die Türen selbsttätig nach jedem Be- und Entladevorgang elektromotorisch zuverlässig schließen.

Für die vertikale Bewegung der Behälter im Aufzug nutzt die Steuerung die Signale der Laser-Distanzmessgeräte AMS 200 von Leuze electronic. Auch bei diesen Geräten werden die Signale über PROFIBUS übertragen. Sie lassen sich aufgrund der integrierten Schnittstelle einfach und kostenoptimal in das PROFIBUS Netzwerk einbinden. Die Sensoren erzielen eine absolute Genauigkeit von +/- 2 mm auf eine Messdistanz von 120 m. Aufgrund der äußerst schnellen Positionsberechnung im Gerät kann die hohe Dynamik moderner Antriebstechnik optimal genutzt werden (Bild 10).

AMS 200 Distanzmessgeräte erhöhen die Anlagensicherheit durch Vorausfallmeldungen. Mit diesen Warnsignalen informieren sie den Anwender rechtzeitig über abnehmende Laserdiodenleistungen, nicht zulässige Temperaturen oder Optikverschmutzungen. Die frühzeitige Warnung und anschließende Wartungsarbeiten sorgen für ein Plus an Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit.

Gute Ergebnisse von Anfang an

Alles in allem wird mit dem Technologieverbund von Swisslog-Telelift und Leuze electronic sichergestellt, dass der Besucher der Bibliothek sein gewünschtes Buch am Ausgabe-/Rückgabe-Terminal schnell erhält und nach dem Lesen wieder komfortabel zurückbringen kann. Durch die beschriebene Art der Automation und die vernetzte Steuerung über PROFIBUS ist das Zurücklagern und Wiederbereitstellen der Bücher auch bei weiten Strecken in mehreren Gebäuden und über mehrere Etagen hinweg eine Sache von wenigen Minuten. Das dürfte zukünftige Leser sehr freuen – auch wenn sie am Kundenterminal von all dem nur wenig mitbekommen.

Verwendete Produkte

  • Branche/Bereich

    Intralogistik

  • Aufgabenstellung

    Barcode, Steuerungstechnik, Positionieren

  • Applikation

    Sensoren für die automatisierte Buchausleihe in Büchereien

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