Integration einer universellen Busschnittstelle in ein Terminal-Ventil (Stand 5-413) Gemeinsam zum Bus - wirautomatisierer

Integration einer universellen Busschnittstelle in ein Terminal-Ventil (Stand 5-413)

Gemeinsam zum Bus

Anzeige
Dass die Realisierung einer universellen Feldbusschnittstelle kein langwieriges Entwicklungsaben-teuer sein muss, zeigt die erfolgreiche Zusammenarbeit zweier Unternehmen bei der Entwicklung eines busfähigen Ventil-Terminals. Dabei sollte ein möglichst flexibles Sys-tem entstehen, das sich in unterschiedlichste Kommunikationsstrukturen einbinden lässt.

Der Trend zur Nutzung der se-riellen Feldbussysteme hat nun auch die kleineren Maschinen und Anlagen erfasst. Keine Frage also, dass bei Airtec die Realisierung einer Feldbusschnittstelle für die neuen Ventil-Terminals weit oben auf der Prioritätenliste stand. Unterschiedliche Auffassungen gab es lediglich darüber, welches Feldbussystem denn nun zuerst realisiert werden sollte. Während die amerikanische Niederlassung unbedingt einen Devicenet-Anschluss forderte, war den Kollegen in Europa der Profibus- und AS-Interface-Anschluss besonders wichtig. Natürlich wollte man gleich von Anfang an auch das Thema Industrial Ethernet als Netzwerktechnik der Zukunft mit berücksichtigen.

Service- und kommunikationsfreundliche Ventil-Terminals
Das neue Ventil-Terminal RE-16 (Bild 1) ergänzt die Airtec-Produktfamilie im mittleren Leistungsbereich. Die modularen Ventilblöcke sind als Ventil-/Grundplattensystem mit gemeinsamem Sammelanschluss aufgebaut. Bis zu 24 Ventilstationen mit 3/2, 5/2 oder 5/3 Wegeventilen können je nach Kundenwunsch bestückt werden. Die Ventile sind als elektrisch betätigte Kolbenschieber-Ventile ausgeführt. Alle Anschlüsse sind von der Vorderseite her zugänglich.
Der mechanische Aufbau ist besonders servicefreundlich gestaltet. Im Störungsfall kann jedes einzelne Ventil mit wenigen Handgriffen ausgebaut und innerhalb kürzester Zeit ausgetauscht werden. Erreicht wird dies durch einen konsequenten modularen Aufbau, bei dem jede Ventilstation einzeln in ein eloxiertes Alu-minium-Gehäuse eingebaut ist und über einen geeigneten Steckverbinder mit dem Rückwandbus im Ventilträger verbun-den wird. Auf dem letzten Steckplatz wird der Flächenschalldämpfer montiert. Die Anbindung an das Automatisierungssystem erfolgt entweder in konventioneller Multipolausführung oder durch Busknoten mit entsprechenden Feldbusanschaltungen.
Für Karl-Heinz Hoppe, der bei Airtec für die Entwicklung der Elektronik verantwortlich ist, war klar, dass dieses Projekt schneller mit einem erfahrenen Partner realisiert werden konnte. „Bei der Recherche in den Fachmedien war ich auf die Anybus-Technologie von HMS aufmerksam geworden, die fertige Komplettlösungen für den Geräteanschluss an unterschiedliche Bussysteme bietet. In unseren Ventil-Terminals steht für den Busknoten nur sehr wenig Platz zur Verfügung, deshalb bot sich das Anybus-IC für die Realisierung der Busschnittstelle geradezu optimal an. Da wir bereits mit unserem Ventil-Terminal RE-19 positive Erfahrungen mit HMS-Anybus-Technologie gemacht hatten, fand mein Vorschlag auch bei der Geschäftsführung schnell Zustimmung. Besonders überzeugte, dass dadurch innerhalb kür-zester Zeit eine Ankopplung an alle wichtigen Feldbusse erreicht werden konnte.“
Hightech auf kleinstem Raum
Fast die gesamte Elektronik des Ventil-Terminals ist im Busknoten konzentriert. Die interne Verbindung zwischen dem Busknoten und den Ventilstationen ist völlig unabhängig von der jeweiligen Ausführung und erfolgt über den RE-16-Rückwandbus. Im Vollausbau werden 48 digitale Ausgangssignale zur Ansteuerung der maximal 24 Doppelventile benötigt. In der ersten Realisierungsstufe wurden neben der konventionellen Multipolausführung mit 25-poligem oder 44-poligem D-Sub-Anschluss, Ankopplungen an Profibus-DP, AS-Interface und Devicenet realisiert. Die Multipol- und die AS-Interface-Varianten wurden von Airtec selbst entwickelt. Für alle anderen Bussysteme kommt das Anybus-IC von HMS zum Einsatz. Der Busknoten ist in der Schutzart IP65 aufgebaut, der Busanschluss erfolgt über zwei 5-polige M12-Steckverbinder.
70% geringere Entwicklungskosten
Das in Hybridtechnik hergestellte Anybus-IC (Bild 2) realisiert auf nur 9 cm2 Fläche eine vollständige Busanschaltung einschließlich der zugehörigen Protokollsoftware. Es beinhaltet einen leistungsfähigen Mikroprozessor mit RAM- und Flash-Speicher, Bustreiber, Feldbus-Asic sowie die erforderliche Potenzialtrennung mit DC/DC-Wandler und Optokopplern. Für jede Bus-variante (Profibus-DP, Devicenet) stellt HMS ein spezifisches Anybus-IC zur Verfügung. Alle IC sind funktionskompatibel und dadurch einfach untereinander austauschbar. K.-H. Hoppe erkannte schnell den entscheidenden Vorteil: „Die Profibus-DP- und Devicenet-Anschaltungen konnten so mit einer einheitlichen Hauptleiterplatte im Busknoten realisiert und unsere Entwicklungskosten im Vergleich zu einer Ei-genentwicklung um ca. 70% reduziert werden“.
Jedes Anybus-IC ist auf Konformität zum jeweiligen Feldbusstandard zertifiziert und auf Interoperabilität mit Geräten anderer Hersteller durch unabhängige Prüflabors der jeweiligen Feldbusorganisationen getestet. Nicht zuletzt dadurch wird die Realisierung der Feldbusschnittstelle deutlich vereinfacht.
In den Ventil-Terminals wird das Anybus-IC im Stand-alone-Modus, also ohne einen zusätzlichen Mikroprozessor betrieben (Bild 3). Da die gesamte Protokollsoftware im Anybus-IC selbst abgearbeitet wird, beschränkte sich die Entwicklung ausschließlich auf konventionelle Schaltungstechnik und es fiel keinerlei Software-Entwicklungsaufwand an. Im Stand-alone-Modus kann das Anybus-IC bis zu 128 digitale Eingangs- und zusätzlich maximal 128 digitale Ausgangssignale ansteuern. Der Anschluss der 48 Ventilansteuersignale erfolgt über sechs Standard Schiebe-registerbausteine (74ACT594), die an der SSC-Schnittstelle des Anybus-IC angeschlossen werden. Über einen weiteren Schieberegisterbaustein werden auch die Diagnose-LED angebunden. Acht Eingangssignale des Anybus-IC werden zum Einlesen von Drehschaltern zur Einstellung der Busteilnehmer-adresse verwendet. Der physikalische Anschluss an den jeweiligen Feldbus erfolgt über eine kleine Zwischenplatine, auf der die Bussignale des Anybus-IC mit dem für den jeweiligen Feldbus verwendeten Steckverbinder verbunden sind.
Entwicklungsrisiko minimiert
Die neuen Ventil-Terminals werden auf der Fachmesse SPS/IPC/Drives 2002 erstmals vorgestellt. Zielmarkt ist der Maschinen- und Anlagenbau, der durch starken Kostendruck und große Anbietervielfalt gekennzeichnet ist. K.-H. Hoppe blickt optimistisch in die Zukunft „Airtec ist trotz des schlechten konjunkturellen Umfelds in den vergangenen Monaten kontinuierlich gewachsen und konnte seine Marktanteile weiter ausbauen. Mit dem Einsatz der Anybus-Technologie haben wir uns nicht nur einen erheblichen Zeitvorsprung bei der internationalen Vermarktung gesichert, sondern durch die partnerschaftliche Zusammenarbeit mit HMS auch unser Entwicklungs-risiko deutlich reduziert“.
Weitere Informationen
Anybus-IC
Ventil-Terminal
Anzeige

Video aktuell

VX25 - Michael Schell, Hauptabteilungsleiter Produktmanagement bei Rittal, stellt das neue Großschranksystem vor.

Aktuelle Ausgabe

Newsletter

Unsere Dosis Wissensvorsprung für Sie. Jetzt kostenlos abonnieren!

Webinare & Webcasts

Technisches Wissen aus erster Hand

Videos

Hier finden Sie alle aktuellen Videos

Alle Whitepaper

Hier finden Sie alle Whitepaper unserer Industrieseiten

Anzeige

Industrie.de Infoservice

Vielen Dank für Ihre Bestellung!
Sie erhalten in Kürze eine Bestätigung per E-Mail.
Von Ihnen ausgesucht:
Weitere Informationen gewünscht?
Einfach neue Dokumente auswählen
und zuletzt Adresse eingeben.
Wie funktioniert der Industrie.de Infoservice?
Zur Hilfeseite »
Ihre Adresse:














Die Konradin Verlag Robert Kohlhammer GmbH erhebt, verarbeitet und nutzt die Daten, die der Nutzer bei der Registrierung zum Industrie.de Infoservice freiwillig zur Verfügung stellt, zum Zwecke der Erfüllung dieses Nutzungsverhältnisses. Der Nutzer erhält damit Zugang zu den Dokumenten des Industrie.de Infoservice.
AGB
datenschutz-online@konradin.de