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Feldbus-I/O-System Maximale Flexibilität für unterschiedlichste Anforderungen

| Redakteur: Jan Vollmuth

Ein Spezialist für die Gebäudeautomatisierung und Elektroinstallationen setzt bei der Automatisierung seiner Prüfanlagen auf ein modulares, dezentrales Feldbus-I/O-System.

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Die Elektrokonstrukteure können für jeden Steckplatz entscheiden, ob sie ihn als Eingang oder als Ausgang nutzen wollen – und können aus Standardmodulen somit „maßgeschneiderte“ Mischmodule machen.
Die Elektrokonstrukteure können für jeden Steckplatz entscheiden, ob sie ihn als Eingang oder als Ausgang nutzen wollen – und können aus Standardmodulen somit „maßgeschneiderte“ Mischmodule machen.
(Bild: Murrelektronik)

Darauf sind die Verantwortlichen von Hager stolz: Wer die Elektroinstallation in einem Haus oder in einer Wohnung verlegen oder erneuern lässt, dem begegnen nahezu mit Sicherheit Produkte und Lösungen des Spezialisten für die Gebäudeautomatisierung und für Elektroinstallationen. Ein Kriterium für den Erfolg des Unternehmens dürften die hohen Qualitätsstandards sein, nach denen in seinen Fabriken weltweit produziert wird. Keine Komponente geht in den Handel, ohne bis ins Detail auf seine Funktionalität geprüft zu sein, erklärt Hager. Für diese Tests werden erstklassige Prüfanlagen benötigt, die Hager selbst fertigt. Das für diese Anlagen zuständige Team sitzt in Obernai, einer Stadt im Osten von Frankreich.

Feldbus-I/O-System ermöglicht flexibles Installationskonzept

Bei der Frage nach dem optimalen Installationskonzept für die Automatisierung der Prüfanlagen steht das Team von Hager vor vielen Herausforderungen: keine Maschine ähnelt der anderen; unterschiedliche Produkte müssen auf verschiedenste Qualitätsmerkmale und Funktionen überprüft werden; die Produktionsstätten weltweit, in denen die Prüfanlagen zum Einsatz kommen, machen vielfältige Vorgaben. Nur wenige Bereiche der Installation können nach wiederkehrenden Mustern gestaltet werden. Zusätzlich erschwert die stets sehr hohe I/O-Dichte die Aufgabe, da der Platz in den Anlagen meist knapp bemessen ist. Zudem müssen die Maschinen in kurzer Zeit fertiggestellt werden, denn die Nachfrage Prüfanlagen innerhalb der Hager-Gruppe ist hoch, die Zyklen für die Einführung von neuen Produkten sind eng getaktet und verbindlich. Daher muss das Installationskonzept besonders flexibel sein. So gab denn auch die hohe Flexibilität des modularen, dezentralen Cube-67-Systems von Murrelektronik den Ausschlag für dessen Einsatz bei Hager.

Große Auswahl an I/O-Modulen

Die Module werden direkt neben der Sensorik und Aktorik – mithin am Prozess – angebracht, zum Beispiel auf pneumatisch betriebenen Einheiten oder auf Greifern.
Die Module werden direkt neben der Sensorik und Aktorik – mithin am Prozess – angebracht, zum Beispiel auf pneumatisch betriebenen Einheiten oder auf Greifern.
(Bild: Murrelektronik)

Flexibilitäts-Vorteil Nummer eins: Hager kann beim Cube-67-System auf viele I/O-Module zurückgreifen. Nach Bedarf wird eine Komponente mit vier oder acht Steckplätzen in die Installation eingebunden. In manchen Maschinen kommen Module mit M12-Steckplätzen zum Einsatz, häufig greift Hager auch auf die kompakten Module mit M8-Steckplätzen zurück. Das spart Platz und ermöglicht es, viele I/O-Punkte auf wenig Raum einzusammeln. Die Module werden direkt neben der Sensorik und Aktorik – mithin am Prozess – angebracht, z.B. auf pneumatisch betriebenen Einheiten oder auf Greifern. So lassen sich die Sensoren und Aktoren mit kürzesten Leitungen verbinden, was den Aufwand für die Verlegung reduziert und Kosten spart.

Flexibilitäts-Vorteil Nummer zwei: die Multifunktionalität der Ports. Jeder Steckplatz kann als Eingang oder Ausgang genutzt werden. So lassen sich aus Standardmodulen „maßgeschneiderte“ Mischmodule machen, die sowohl die Sensorik und als auch die Aktorik im näheren Umfeld eines Moduls einsammeln können. Durch die Multifunktionalität sinkt die Anzahl der Modulvarianten ebenso wie die Gesamtzahl der benötigten Module, was einen Kosten-, Platz- und Installationsvorteil mit sich bringt. Zudem lassen sich Ventile mit den Cube-67-Ventilinselanbindungen (Multipolstecker) auf einfache Weise direkt vor Ort ansteuern.

Halb so viele Leitungen erforderlich

Dass die Module des Cube-67-Systems mit nur einer Systemleitung mit dem Busknoten verbunden werden und die Leitung von einem Modul zum nächsten Modul „weitergeschleift“ wird, erweist sich ebenfalls als vorteilhaft. Der Aufbau erfolgt als flexible Stern-Linien-Topologie. Die Systemleitung überträgt sowohl die Daten als auch die Energie für die Versorgung der Sensorik und der Aktorik. Damit sind nur halb so viele Leitungen erforderlich, die sich zum einen schneller verlegen lassen und zum anderen weniger Platz erfordern – ein großer Vorteil gerade in Schleppketten.

Mit den Cube67-Ventilinselanbindungen (Multipolstecker) können Ventile auf einfach Weise direkt vor Ort angesteuert werden.
Mit den Cube67-Ventilinselanbindungen (Multipolstecker) können Ventile auf einfach Weise direkt vor Ort angesteuert werden.
(Bild: Murrelektronik)

Murrelektronik liefert die Cube-67-Systemleitung vorkonfektioniert, exakt in den erforderlichen Längen sowie mit vormontierten Steckern. Dies spart Zeit und schließt eine Reihe möglicher Fehlerquellen aus, da die Funktionalität der vorkonfektionierten Leitungen von Murrelektronik noch im Fertigungsprozess zu 100 % geprüft wird.

Für die Wirtschaftlichkeit der Maschinen von Hager ist eine hohe Verfügbarkeit von großer Bedeutung. Aus diesem Grund gilt es, Fehler schnell zu detektieren und zu beheben. Dabei helfen die umfangreichen Diagnosemöglichkeiten des Cube-67-Systems, die es dem Instandhaltungspersonal vor Ort einfach machen, die Ursache eines Problems zu finden, zu analysieren und durch geeignete Maßnahmen zu beheben. Die Techniker aus den Werken von Hager werden dazu von ihren Kollegen in Obernai geschult. Sollte sich wider Erwarten doch einmal eine schwierig zu lösende Problemstellung ergeben, so kann sich das Team aus Obernai per Fernzugriff über das Internet „aufschalten.“

Protokollwechsel ohne Systemwechsel

In Schleppketten, in denen der Platz oft ausgesprochen knapp ist, stellt die Systemleitung, die Daten und Energie überträgt, einen großen Vorteil dar.
In Schleppketten, in denen der Platz oft ausgesprochen knapp ist, stellt die Systemleitung, die Daten und Energie überträgt, einen großen Vorteil dar.
(Bild: Murrelektronik)

Den Technologiewandel „von Profibus zu Profinet“ haben die Verantwortlichen bei Hager bereits vor einigen Jahren erfolgreich bewältigt. Mit Blick auf das Installationskonzept berichten sie von guten Erfahrungen. Durch das Cube-Konzept des „Protokollwechsels ohne Systemwechsel“ war es möglich, einfach den Busknoten auszutauschen und die Anlagen fit für den Einsatz in einem übergeordneten Profinet-System zu machen. Unterhalb des Busknotens konnte die Struktur unverändert bleiben. Der Aufwand für Dokumentation und Programmierung, aber auch für interne Prozesse wie Einkauf oder Vorratshaltung, fiel damit sehr gering aus.

Auch bei aktuellen Entwicklungen profitiert Hager von diesem Konzept aus dem Hause Murrelektronik. Während rund 80 % der Maschinen und Anlagen für die Einbindung in Profinet-Systeme ausgelegt sind, finden sich immerhin auch 20 % in Ethernet/IP-Umgebung wieder. Hier gilt, was schon bei der Umstellung von Bus auf Ethernet gelang: Einfach den Busknoten austauschen – und weiter geht es mit den bekannten Prinzipien. (jv)

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