In der Automatisierungstechnik zeichnet sich seit längerem der Trend zu dezentralen Steuerungskonzepten ab. Für deren Kommunikation bietet sich Profinet mit der Funktionsklasse Profinet IO an. Dafür hat Weidmüller sein Programm an SAI-Modulen erweitert.
Der Wandel von zentralen zu dezentralen Steuerungskonzepten bringt eine Reihe von Vorteilen mit sich: Dazu gehören Übersichtlichkeit, die Reduktion von Wartungs- und Maschinenstillstandszeiten im Reparaturfall und das zeitgleiche Fertigen der verschiedenen Komponenten und ihrer Teilsysteme. Die dezentrale sowie modulare Maschinen- und Anlagenarchitektur ist zudem flexibel erweiter- und austauschbar. Doch hat sie einen hohen Informations- und Kommunikationsbedarf, für den häufig Profinet zum Einsatz kommt, der offene Industrial-Ethernet-Standard der Profibus-Nutzerorganisation. Er umfasst gezielt für diesen Einsatz die Funktionsklasse Profinet IO. Diese Technologie ist auf die Kommunikation zwischen einer Steuerung und dezentralen Feldgeräten hin zugeschnitten. Dabei sind drei abgestufte Performance-Klassen realisierbar: TCP/IP als offene Kommunikation über Ethernet-TCP/IP ohne Echtzeitanspruch, RT (Real Time) als Kommunikation für den I/O Datenverkehr in der Automatisierungstechnik (RT-Netzwerke) sowie IRT (Isosynchrone Echtzeitkommunikation) für Motion-Control-Anwendungen.
Die Anforderungen der Profinet-RT- und IRT-Kommunikation erfüllen die SAI-Aktiv Universal Module von Weidmüller, die in sechs verschiedenen Varianten erhältlich sind: Als Stand-Alone-Module mit M12-Anschlüssen (8 x M12 A-kodiert) oder als Module mit M8-Anschlüssen (16 x M8, 3 polig) sowie ein Gateway. Alle Module sind mit einen Siemens Ertec 200 Chip ausgestattet, der speziell für den industriellen Einsatz ausgelegt ist.
Die Datenübertragung erfolgt über Twisted-Pair-Kabel im Full-Duplex-Betrieb mit 100 Mbit/s. Die Module lassen sich in RT-Netzwerken als Slave einsetzen und sind kompatibel zu IRT-Netzwerken. Anwender können sowohl Linien-, Stern- als auch Baum- Netzwerkstrukturen bilden. Die Adressierung der Module erfolgt automatisch über DCP von der SPS aus, das erleichtert ein Austauschen von Modulen. Alternativ lassen sich Adresseinstellungen über die geräteseitige Software-Schnittstelle vornehmen. Drei Diagnose-LED’s signalisieren den aktuellen Profinet-Zustand sowie eventuelle Fehlermeldungen.
Das Beleuchtungs- und Markierungskonzept hat der Hersteller komplett überarbeitet: So ist der Einstellbereich durch eine Innenbeleuchtung gut sichtbar. Außerdem befinden sich pfeilförmige I/O-LEDs an allen Sensor- und Aktoranschlüssen. Das Beleuchtungskonzept sorgt für eindeutig erkenn- und definierbare Stationen und reduziert den Aufwand für Inbetriebnahme und Instandhaltung. Der beleuchtete Einstellraum signalisiert deutlich wahrnehmbar: Das Modul ist eingeschaltet und funktionsbereit. Die Konfiguration der Module kann über Ethernet vorgenommen werden. Der Hersteller verwendet die gleiche Weboberfläche wie bei seinen gemanagten Modulen. Die Benutzeroberfläche ist somit bei allen Modulen identisch, Anwender kennen sich somit ohne neues Einarbeiten sofort aus. Der Nutzer kann mit einem Browser vom Rechner aus das Netzwerk einsehen, das gleiche gilt für die IP-Adressen der Module. Die Parameter der Module sind: Name, Status, MAC Adresse, IP Adresse, Zähler der Ausgänge (wie oft hat ein Ausgang geschaltet), I/O Status und Historie der Fehlermeldungen.
Die Module mit Profinet IO-Anschaltung sammeln die Sensorsignale ein. Die Verbindungen zwischen Modul und Sensoren stellen umspritzte M8- oder M12-Sensorleitungen her. Sie sind in verschiedenen Standardlängen – 1,5 m; 3,0 m; 5,0 m; 10 m und variabel – mit geraden oder gewinkelten Steckverbindern in unterschiedlichen Leitungsqualitäten erhältlich.
Es werden aber auch die Signale der Steuerung an die Aktoren, wie zum Beispiel Magnetventile, ausgegeben. Auch in diesem Bereich stehen entsprechende Leitungen, die einsatzfertig mit Ventilstecker und angeschlagenem M12- Steckverbinder beziehungsweise mit freiem Leitungsende zu beziehen sind zur Verfügung. Applikationsabhängig werden Ventilstecker der Bauformen nach DIN und Industriestandard eingesetzt.
Besonders interessant für flexible Anwender ist das SAI-Aktiv Universal Modul, das drei Industrial Ethernet-Varianten in einem Modul vereint: Profinet IO für die Echtzeitkommunikation mit Feldgeräten, EtherNet/IP- und Modbus TCP. Mit automatischer Porterkennung werden alle drei Ethernetdialekte mit nur einem Modul bedient. Das Modul stellt sich eigenständig auf den richtigen Dialekt ein.
Sten Mückenheim, Weidmüller, Detmold
Drei Ethernetdialekte in einem Modul
Die Bedienung erfolgt via Webbrowser
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