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Industrial Automation

Aufgrund des guten Preis-Leis-tungs-Verhältnisses bietet sich das Easy-Automation-System von Phoenix Contact [1] insbesondere zur Automatisierung kleiner und mittel-großer Maschinen an. Dazu stellt die auf den Kleinsteuerungen der 100er-Leistungsklasse basierende Lösung sämtliche notwendigen Komponenten zur Verfügung. Diese sind so aufein-

ander abgestimmt, dass sie sich prob-lemlos kombinieren und bei Bedarf austauschen lassen (Bild 1).

Ab sofort gestaltet sich die Umset-zung der Automatisierungsaufgabe mit den Kleinsteuerungen noch einfa-cher, denn eine umfangreiche Palette an Funktionsbausteinen unterstützt bei der Programmierung. Für alle spe-zialisierten Peripheriemodule sind

Software-Bausteine geschaffen wor-den, über die sie sich in das Anwen-dungsprogramm einbinden lassen. Die Bibliothek beinhaltet ferner speziali-sierte Funktionsbausteine für viele Applikations- und Kommunikations-aufgaben (Bild 2).

Zur Programmierung der Kleinsteu-erungen ist eine kostenfreie Entwick-lungsumgebung mit reduzierter Kom-

plexität erhältlich. Die Software, die an die Nutzung in Standardmaschinen angepasst ist, erlaubt die intuitive Er-stellung der Steuerungsprogramme in den Programmiersprachen Kontakt-plan (KOP/LD) und „Strukturierter Text“ (ST), was den Zeitaufwand wei-ter senkt.

Einfache Integration der Peripheriemodule

Zum Anschluss der Sensoren und Aktoren in Schutzart IP20 lassen sich die Kleinsteuerungen durch Anreihen der IO-Module aus dem Inline-Instal-lationsbaukasten flexibel erweitern. Außerdem koppeln dezentrale IO-Mo-dule in Schutzart IP65 die Peripherie

an. In beiden Fällen vereinfacht das Prinzip „Stecken statt Verdrahten“ den Aufbau der Stationen. So lange es sich um Standard-IO-Signale handelt, können diese einfach in der Program-mierumgebung verwendet werden. Da das Spektrum der Automatisierungs-aufgaben jedoch vielfältig ist, gibt es zahlreiche Signalarten, mit denen die Steuerungen in den unterschiedlichen

Funktionsbausteinbibliothek reduziert Programmieraufwand

Kleinsteuerungen übernehmen heute eine Vielzahl komplexer Aufgaben. Dazu werden unterschiedliche IO-Signale verarbeitet, und umfangreiche Kommunikationsmöglichkeiten sorgen für den Datenaustausch mit vor- und nachgelagerten Prozessen sowie mit Leitsystemen. Funktionsbausteine bieten eine Möglichkeit, den daraus resultierenden Programmier- und Inbetriebnahmeaufwand zu senken und gleichzeitig die Betriebssicherheit der Automatisierungslösungen zu erhöhen.

Burkhard Werner

Dipl.-Ing. Burkhard Werner ist Mitar-beiter im Systemmarketing bei der

Phoenix Contact Electronics GmbH in Bad Pyrmont.

E-Mail: bwerner@phoenixcontact.com

Bild 1. Eine breite Palette von Funktionsbausteinen vereinfacht den Aufbau des Easy-Automation-Systems

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Anwendungsfeldern zusammenarbei-ten sollen. Damit auch die Integration spezialisierter Signale gelingt, werden neben den Standard-IO-Modulen spe-zielle Erweiterungsmodule angeboten. Darüber hinaus haben sich Kompo-nenten mit direkt eingebauten Funk-tionen, beispielsweise Antriebsregler, etabliert.

Um die aufwendigen Module ge-nauso komfortabel wie die Standard-IO-Varianten in die SPS-Programme einzubinden, ist das System um als Treiber fungierende Funktionsbau-steine ergänzt worden. Die von der Homepage des Herstellers herunter-ladbaren Bausteine können kostenfrei genutzt werden. Für spezialisierte Pe-ripheriemodule sind folgende Funkti-onsbausteine verfügbar: Module zur Temperaturerfassung, Motorschalter, Analog-IO-Module, Kraft- und Wäge-sensoren, Module zur Positionserfas-sung mit Inkrementalwertgebern, Ab-solutwertgebern oder magnetostrikti-ven Gebern sowie Module mit Zähler-

funktion, zur Impulsgenerierung, mit IO-Link-Anschlüssen und zur seriel-len (RS-232/RS-485) oder Modbus-Kommunikation (als Client und Ser-ver). Die Bausteine erleichtern den Betrieb der Module, da sie die Variab-len und Wertebereiche für die physi-kalischen Signale definieren. Der Pro-grammierer kann das spezielle Signal dann in der ihm vertrauten Art ver-wenden, beispielsweise als Prozent- oder Promillewert.

Außerdem müssen die spezialisier-ten Peripheriemodule häufig parame-triert werden. So erwartet ein Modul zur Temperaturerfassung beispiels-weise die Angabe, von welchem Typ der angeschlossene Sensor ist. Die Funktionsbausteine unterstützen hier, indem sie diese Parameter direkt beim Programmierer abfragen (Bild 3).

Treiber für Funktionsmodule und Antriebsregler

Ein weiterer Funktionsbausteinsatz integriert die Funktionalität der Gerä-te in das SPS-Programm. Dazu gehö-ren dezentrale Positionierklemmen, Kleinleistungs-Servoverstärker, de-zentrale Temperaturregler, Schrittmo-torsteuerungen, Frequenzumrichter und Servoverstärker. Ferner sind für zahlreiche Steuerungs- und Rege-lungsfunktionen vorkodierte und ge-testete Programme als Funktionsbau-steine erhältlich, allerdings lizenz-pflichtig. So stellt ein PID-Regler für allgemeine Prozessregelanwendungen die regelungstechnischen Grundfunk-tionen für Zweipunkt-, Dreipunkt- oder Motorschrittregelungen zur Ver-fügung. Temperaturen und Prozesse lassen sich mit den Reglerfunktions-

bausteinen mit Selbstoptimie-rung (PDPI_Basic) noch kom-fortabler automatisieren.

Auf die beschriebene Weise können viele Regelungsaufga-ben in der industriellen und der Prozessautomation umgesetzt werden (Bild 4). Weitere Funk-tionsbausteine (MCE-Library) steuern wichtige Bewegungs-funktionen, vor allem wenn sie mit elektrischen Antrieben per Frequenzumrichter oder Ser-voregler betrieben werden.

Neben den üblichen Steuer-, Regel-, Bewegungs- und Be-dienaufgaben übernehmen die Kleinsteuerungen ILC 1xx auch die Kommunikation via Ether-net, Bluetooth, WLAN sowie

Bild 2. Die Funktionsbausteine für PC Worx sind kompatibel zur IEC 61131

Bild 3. Beispiel eines Funktionsbausteins für die Bewegungsfunktion „Move Absolut“

Kernelement des Easy-Automation-Systems sind kommunikative Kleinsteu-erungen, die sich flexibel um IO-Module in Schutzart IP20 und IP65 erweitern lassen. Auf diese Weise können alle in der Industrie relevanten Sensoren und Aktoren angebunden werden. Neben leistungsfähigen Steuerungsfunktionen unterstützen die ILC 1xx sämtliche via Ethernet sowie Mobil- und Festnetz an-gebotenen Kommunikationswege. Das System-Portfolio umfasst darüber hin-aus Bediengeräte, Netzwerkkomponen-

ten und Module mit sicherheitsgerichte-ten Schaltfunktionen. Alle Komponenten sind auf das Preisniveau für den Ein-stieg in die Automatisierung optimiert. Abgerundet wird Easy Automation durch die für die Installation und den Betrieb erforderlichen Geräte zur Stromversor-gung und Signalanpassung sowie Relais und Sicherungen. Verbindungstechni-sche Produkte, wie Leitungen, Steck-verbinder und Reihenklemmen, tragen zur weiteren Reduzierung des Installa-tionsaufwands bei.

Komplettes System für die kostengünstige Automation

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Mobil- oder Festnetz. Zu diesem Zweck ist mindestens eine Ethernet-Schnittstelle in die Geräte eingebaut. Ein in die Kleinsteuerungen integrier-ter FTP-Server ermöglicht beispiels-weise die Übertragung beliebiger Da-teien, während die Verbindung vom SPS-Programm zu den Programmen anderer Ethernet-Teilnehmer über of-fene TCP/IP- oder UDP/IP-Bausteine hergestellt wird. Mithilfe der kommu-

nikativen Funktionsbausteine kann der Programmierer in weitere Kom-munikationsbereiche einsteigen. So erlauben die Funktionsbausteine der SQL_Library den direkten Datenaus-tausch zwischen Kleinsteuerung und SQL-/mySQL-Datenbank, beispiels-weise zum Loggen von Daten in Echt-zeit (Bild 5).

Mittels der IT-Library können die Programmierer der Kleinsteuerungen

die Ethernet-Infrastruktur zum Ver-schicken von E-Mails nutzen. Wenn über Mobil- oder Festnetzmodems ei-ne SMS versendet werden soll, unter-stützen die Resy-Funktionsbausteine. Über die IT-Library kann die SPS zu-dem beliebige Dateien, zum Beispiel neue Anwendungsprogramme, von einem zentralen Server (FTP-Client) herunterladen. Um das Unterneh-mensnetzwerk effizient zu verwalten, werden in der SNMP-Library Funkti-onsbausteine für SNMP (Simple Net-work Management Protocol) angebo-ten. Die in der IT-Library enthaltenen Funktionsbausteine als DHCP-Client (Dynamic Host Configuration Proto-col), die der automatischen Übernah-me von Netzwerk-Einstellungen die-nen, sowie DNS (Domain Name Sys-tem) zum Lesen der IP-Adresse eines bekannten Host-Namens runden das Leistungspaket ab. Sollen die Klein-steuerungen mit WLAN- oder Blue-tooth-Access-Points kommmunizie-ren, reduzieren die Treiber-Funktions-bausteine „Wireless Technology“ den Programmieraufwand (Bild 6).

Komfortable Einbindung entfernter Anlagenteile

Mit den Funktionsbausteinbiblio-theken Resy+ lassen sich die Stan-dard-Steuerungs- und IO-Komponen-ten des Herstellers um fernwirktechni-sche Protokolle erweitern. Auf diese Weise können entfernte Anlagenteile komfortabel in das Netzwerk einge-bunden sowie in das Leitsystem inte-griert werden. Die Software Resy+ tauscht für serielle Übertragungen ge-mäß IEC 60870-5-101 [2] und im Ethernet-Bereich nach IEC 60870-5-104 [3] Daten aus.

Literatur[1] Phoenix Contact Electronics GmbH, Bad

Pyrmont: www.phoenixcontact.de[2] IEC 60870-5-101:2003-02 Telecontrol

equipment and systems – Part 5-101: Transmission protocols – Companion stan-dard for basic telecontrol tasks. Genf/ Schweiz: Bureau Central de la Commission Electrotechnique Internationale

[3] IEC 60870-5-104:2006-06 Telecontrol equipment and systems – Part 5-104: Transmission protocols – Network access for IEC 60870-5-101 using standard trans-port profiles. Genf/ Schweiz: Bureau Cen-tral de la Commission Electrotechnique In-ternationale

Halle 9, Stand F40

Bild 4. Temperaturregler im Einsatz an einem Kunststoff-Spritzgießwerkzeug

Regler X

AC 230 V/400 V

SolidStateRelais

Heizung

Sensor

Regler 1

PIDSoll-wert +

–

Bild 5. Die IT-Library stellt einen Funktionsbaustein zur Verfügung, der selbstständig E-Mails versendet

Internet

SPSIT_Library

SMTP

Bild 6. Komfortable Funktionsbausteine vereinfachen den Einsatz von WLAN- oder Bluetooth-Access-Points

WirelessTechnology

WLAN

Bluetooth SPS