Realisierung der Feldbuskommunikation nach dem Baukasten-Prinzip (Stand 4-511) Für jede Sprache das richtige Modul - wirautomatisierer

Realisierung der Feldbuskommunikation nach dem Baukasten-Prinzip (Stand 4-511)

Für jede Sprache das richtige Modul

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Der Maschinen- und Anlagenbau setzt verstärkt auf Bau-kästen, die sich individuell und kostengünstig zu Gesamt-anlagen zusammensetzen lassen. Die Feldbusse verbinden die einzelnen Maschinenteile, damit diese reibungslos zusammenarbeiten. Als Datenautobahn übernehmen die Busse in diesem Zusammenhang eine wichtige Rolle.

Dipl.-Ing. Anita Heyer-Reinfeld, Produktmanagerin für „Industrielle Kommunikation“ bei der Lenze AG in Hameln

Um der Bedeutung der industriellen „Datenautobahnen“ gerecht zu werden, entwickelte Lenze Kommunikationsbaugruppen für verschiedene etablierte Feldbusse. Die Module sorgen dafür, dass sich Lenze-Frequenzumrichter individuell – durch einfaches Aufstecken – auf die jeweiligen Kundenbedürfnisse anpassen lassen. Das wird am Beispiel der Frequenzumrichterreihe 8200 vector von Lenze deutlich.
Flexibel kommunizieren
Der Umrichter 8200 vector kann „seit seiner Geburtsstunde“ gleich zwei Module auf unterschiedlichen Steckplätzen integrieren, d.h. die Kommunikationsfähigkeit spielte im Gerätekonzept eine maßgebliche Rolle. Lenze unterscheidet zwischen Funktionsmodulen, die digitale oder analoge Signale einlesen oder ausgeben sowie die Feldbuskommunikation ermöglichen. Ferner sind Automationsbaugruppen einsetzbar, also Bedien-, Parametrierungs- oder Feldbusbaugruppen.
Dank dieser Modularität kann über Feldbusbaugruppen (obere Modulschnittstelle) mit einem Leitrechner kommuniziert werden, während über I/O-Funktionsmodule (untere Modulschnittstelle) die digitalen und analoge Signale eingelesen bzw. ausgegeben werden. Genauso ist es möglich, über ein Keypad oder Parametrierungsbaugruppen der Antriebsregler zu parametrieren bzw. zu diagnostizieren, während über Feldbus-Funktionsmodule kommuniziert wird.
Die Funktionsmodule sind mit einer steckbaren Klemmleiste ausgestattet. So lässt sich der Umrichter abhängig von der Bustopologie austauschen, ohne die Kommunikation zu unterbrechen. Steckbare Federkraftklemmen ermöglichen eine einfache und schnelle Verdrahtung von Kabelquerschnitten bis zu 1,5 mm2 – und das ohne Aderendhülsen. Weiterhin wurde eine einfach zu handhabende Anschlusstechnik zur EMV-gerechten Verdrahtung durch ein Schirmauflageblech realisiert.
Die Stärken der verschiedenen Feldbusse
Durch die Flexibilität in der Feldbuskommunikation ist der Frequenzumrichter im gesamten Maschinen- und Anlagenbau zu Hause. Lediglich die Feldbuskommunikation unterscheidet sich, weil eben jedes System seine besonderen Stärken hat:
Interbus ist aufgrund der sehr guten Diagnosefähigkeit fast ausschließlich in Großanlagen (z.B. in der Automobilindustrie) anzufinden. Für den Umrichter 8200 vector gibt es ein Interbus-Funk-tionsmodul, das mit Hilfe von bis zu sechs Prozessdatenworten mit einem Interbus-Master kommunizieren kann. Währenddessen lässt sich mit der übersichtlichen Menüstruktur des Keypad eine schnelle und einfache Diagnose durchführen. Ebenso ist es beim Einsatz von Funktionsmodulen möglich, mit der Parametrierungssoftware „Global Drive Control“ über die RS232- bzw. RS485-Parameter per PC Umrichtereinstellungen zu verändern. Als weitere Möglichkeit steht eine Interbus-Baugruppe zur Verfügung, die u.a. einen Datentransfer mit 2 MBaud, maximal zehn Prozessdatenworte und bis zu vier PCP-Worte unterstützt. Diese Variante wird dann eingesetzt, wenn man digi-tale und analoge Signale einlesen bzw. ausgeben will, während der Umrichter über Interbus mit dem Master Daten austauscht.
Profibus ist im klassischen Maschinenbau (u.a. Förderbänder, Füllanlagen oder Verpackungsmaschinen) weit verbreitet. Genauso wie bei den Applikationen mit Interbus stehen für den Umrichter 8200 vector spezielle Funktions- und Kommunikationsmodule zur Verfügung, die hier einen Datentransfer mit maximal 12 MBaud unterstützen. Die Prozessdatenbreite des Profibus-Funktionsmoduls beträgt zehn Worte, wohingegen das Profibus-Kommunikationsmodul eine Datenbreite von zwölf Worte unterstützt.
AS-Interface (AS-i) wird für einfache Anwendungen wie Starten und Stoppen von Förderbändern mit festen Drehfeldfrequenzen bevorzugt. Auch hierfür bietet Lenze ein passendes Funktionsmodul an.
CAN-Anwendungen sind oft räumlich begrenzt. Beispiele sind Extruder, Buchbindemaschinen oder auch Maschinen zur Herstellung von Zahnbürsten. Die entsprechenden Baugruppen kommunizieren mit einem Kommunikationsprofil, das angelehnt an Canopen realisiert wurde. Vor allem die CAN-Funktionsmodule bieten den Vorteil, dass ohne einen klassischen CAN-Master Daten zwischen Antriebsregler ausgetauscht werden können. Lenze bietet CAN-Funktionsmodule, die während des Lenze-Systembusses auch die Signale zweier digitaler Eingangsklemmen verarbeitet – dabei wird die Bedeutung durch Programmierung des Umrichters 8200 vector festgelegt. Zur Kommunikation mit einem Canopen-Master bietet sich der Einsatz des Canopen-Kommunikationsmoduls an.
Devicenet hat insbesondere in Amerika einen hohen Stellenwert. Hier ist der Umrichter 8200 vector u.a. in der Automobilindustrie zusammen mit den entsprechenden Kommunikationsmodulen im Einsatz. Dieselbe Baugruppe, die vorher noch Canopen „gesprochen“ hat, lässt sich durch Umlegen eines DIP-Schalters auf Devicenet umstellen.
LON hat sich im Bereich der Gebäudeautomation durchgesetzt. Auch dieses Protokoll versteht und „spricht“ der Lenze-Umrichter mit Hilfe seines Kommunikationsmoduls, z.B. bei der Drehzahlregelung von Pumpen und Lüftern.
Zeit sparen
Sämtliche Kommunikationsbaugruppen von Lenze sind allerdings nicht nur auf den 8200 vector zugeschnitten, sondern lassen sich für alle Lenze-Antriebsregler einsetzen. Sie eignen sich für Frequenz- und Servoumrichter gleichermaßen. Weil die Handhabung immer gleich ist, haben Anwender den Vorteil, sich nur einem mit einem System vertraut machen zu müssen. Einmal aufgebautes Wissen lässt sich wiederverwenden und somit der Schulungsaufwand bzw. wertvolle Zeit sparen.
Feldbusse vergleichen
Über die Kennziffer erhalten Sie als weitere Information u.a. eine detaillierte Feldbus-Übersicht für die verschiedenen Lenze-Antriebsregler und -Steuerungen, mit der sich die jeweiligen Bus-Kenngrößen gut vergleichen lassen.
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