Maschinenfehler im Vorfeld erkennen

Carlo Gavazzi bietet Halbleiterrelais mit Lastkreisüberwachung

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Die frühzeitige und schnelle Fehlererkennung ist eine Forderung des modernen Maschinenbaus. Der Schritt in die Industrie 4.0 ist für elektronische Schaltelemente nur mit einem integrierten Diagnose- und Überwachungssystem möglich. Halbleiterrelais und -schütze mit Lastkreisüberwachung von Carlo Gavazzi bieten neben der Kontrolle des Schaltgerätes und der Last auch eine sofortige Fehlererkennung. Damit ist eine gezielte und schnelle Fehlerbehebung möglich.

Inhaltsverzeichnis

1. Halbleiterrelais mit Kommunikations-Schnittstelle
2. Optimale Verfügbarkeit – geringe Betriebskosten
3. Anwendungen des Systems
4. Die Eigenschaften des Systems
5. Vielseitig und flexibel einsetzbar
6. Die Komponenten des Systems
7. Steuern und Überwachen mit Profinet I/O

Eine exakte Fehlerbestimmung bedeutet weniger Wartungskosten und eine Minimierung der Maschinenstillstandszeiten. Carlo Gavazzi bietet mit dem NRG-System eine kompakte Baureihe von nur 17,8 mm breiten Halbleiterrelais und -schützen mit integrierter Lastkreisüberwachung, die sich zusätzlich über Profinet I/O oder Modbus steuern lassen. Die Lastkreisüberwachung erkennt Fehlerzustände im Lastkreis, zeigt sie durch die Blinkfrequenz einer LED an und meldet sie an die SPS.

Die Geräte erkennen folgende Fehler:

  • Offener Lastkreis durch Netzausfal
  • Lastverlust
  • Unterbrechung des Thyristors
  • Kurzschluss der Thyristoren
  • Versorgungsspannung außerhalb des Bereichs

Halbleiterrelais mit Kommunikations-Schnittstelle

Damit in der Produktion fundierte Entscheidungen getroffen werden können, müssen die Daten der verschiedenen Komponenten innerhalb einer Maschine gesammelt und analysiert werden. So hat der Anwender die Möglichkeit, Funktionsstörungen früh zu erkennen und die Fehler gezielt zu beheben. Dos NRG-System wurde entwickelt, um die aktuellen Messwerte der geschalteten Last sowie die Gerätefunktionen von Halbleiterrelais -bzw. -schützen in Echtzeit zu erfassen und sie dann über eine Kommunikationsschnittstelle an die Steuerung zu melden. Aus diesem Grund wurden die Halbleiterrelais der Serie RGS und die Halbleiterschütze der Serie RGC um eine Überwachungs- und Kommunikationsschnittstelle erweitert. Werden die Halbleiterrelais zu einem System zusammengeschaltet und über ein Gateway mit der SPS verbunden, ist es möglich, die aktuellen Messdaten und Funktionszustände von jedem einzelnen dieser Halbleiterrelais bzw. -schütz in einer Maschine zu erfassen. In der Variante mit Profinet-I/O-Schnittstelle ist es zusätzlich möglich, die Halbleiterrelais und -schütze einzeln direkt über den Bus zu parametrieren und zu steuern.

Optimale Verfügbarkeit – geringe Betriebskosten

Das NRG-System besteht aus einem oder bis zu 247 mehreren Subsystemen, einer Kombination aus NRGC und bis zu 48 Halbleiterrelais oder Halbleiterschützen, die über einen internen RS485-Bus miteinander kommunizieren. Ein solches System ist geeignet, um es als direkten Austausch einer Standardinstallation einzusetzen. Die Ansteuerung erfolgt hier direkt, wie bisher von der SPS oder von einem Temperaturregler.

Beim NRG-System für Profinet I/O bildet jedes NRG-System einen Profinet-Knoten. Auch hier erfordert ein System mindestens eine NRG-Steuerung und erlaubt den Anschluss von maximal 32 NRG-Halbleiterrelais oder -schützen. Die Ansteuerung der einzelnen Geräte erfolgt über den internen Bus. Damit können sie direkt einzeln ein- und ausgeschaltet werden, oder es kann ein fester Betriebsmodus gewählt werden. Durch den Betriebsmodus wird der Kommunikationsaufwand über Profinet reduziert. Über Profinet I/O kann eine Stellgröße für jedes einzelne Halbleiterrelais oder -schütz vorgegeben werden.

Anwendungen des Systems

Das NRG-System eignet sich für alle Heizanwendungen in der Fabrik- und Prozessautomation, bei denen Zuverlässigkeit und präzise Regelung der Temperatur für die Qualität des Endproduktes entscheidend sind, wie in

  • Kunststoffspritzgießmaschinen
  • PET-Blasformmaschinen
  • Verpackungsmaschinen
  • Maschinen der Halbleiterfertigung
  • Glastemperiermaschinen
  • Infrarotheizungen für Automobilindustrie oder Metallbearbeitung

Die Eigenschaften des Systems

Die integrierte Kommunikations-Schnittstelle unterstützt die zukünftige Ausrichtung des Maschinenbaus für lndustrie 4.0. Die Parameter und Diagnosedaten der Halbleiterlais und -schütze sowie der geschalteten Last sind über die Kommunikationsschnittstelle in Echtzeit verfügbar. Mit dem NRG-System mit Profinet I/O ist es zusätzlich möglich, die Halbleiterrelais und/oder Halbleiterschütze auch direkt über den Bus zu steuern. Während des Iaufenden Betriebs können Daten in Echtzeit ausgelesen werden, sodass eine vorbeugende Wartung möglich ist, um Maschinenstillstände zu verhindern. Das führt zu einer hohen und konstanten Qualität der Endprodukte. Durch die Echtzeitüberwachung kann die Maschinensteuerung außerdem den Regelprozess optimieren. Damit wird sichergestellt, dass nur wenig oder gar kein Ausschuss produziert wird. Mit dem Profinet-NRG-System lässt sich zusätzlich eine sehr hohe Regelgüte erreichen. Bei jedem Maschinenstart erfolgt eine Funktionsprüfung des Halbleiterrelais sowie des kompletten Lastkreises. Durch die eindeutige Diagnose können Fehlfunktionen schnell mit hoher Genauigkeit ermittelt werden. Das vereinfacht und beschleunigt die Fehlerdiagnose.

Vielseitig und flexibel einsetzbar

Da die Ansteuerung der NRG-Halbleiterrelais und -schütze mit Modbus-Schnittstelle in identischer Weise erfolgt wie bei einem Gerät ohne Kommunikationsschnittstelle, ist eine einfache Integration oder die Nachrüstung in bestehenden Applikationen möglich. Mit dem NRG-System mit Profinet-I/O ist eine leichte Anbindung an die Steuerung möglich. Die Halbleiterrelais und -schütze werden auf dem internen Bus mittels Autokonfiguration implementiert. Das ermöglicht sowohl eine schnelle Ersteinrichtung als auch einen einfachen Gerätetausch. Eine fehlerhafte Konfiguration ist dabei ausgeschlossen. Für die Ansteuerung, die Referenzspannung sowie den Alarmausgang werden steckbare Federzugklemmen verwendet. Die interne Busverbindung erfolgt mittels vorkonfektionierter Kabel. Die Halbleiterrelais bzw. -schütze nutzen die kompakte Bauform der schlanken RG-Serie des Herstellers und sind nur 17,8 mm breit.

Die Komponenten des Systems

Das NRGC ist der Master des Bussystems und das Gateway für die Kommunikation zwischen den Halbleiterrelais und der SPS. Die Halbleiterrelais liefern die Daten der überwachten Prozess-Variablen über das Gateway an die Steuerung. Die einzelnen System-Komponenten werden über interne Buskabel verbunden. Ein Abschlusswiderstand wird am letzten Gerät angeschlossen. Das NRG-System erlaubt eine einfache Fehlersuche. Statusregister geben Zugriff auf den allgemeinen Status der einzelnen Komponenten, sodass ein Fehler schnell lokalisiert werden kann. Im Fall von Profinet I/O bildet das NRGC-PN den Master und das Gateway des Subsystems.

Steuern und Überwachen mit Profinet I/O

Die NRGC-PN-Steuerung schaltet die einzelnen Relais des Systems über den internen Bus ein und aus, sammelt die Messwerte und übermittelt sie an die SPS. Über Profinet I/O können die einzelnen Relais und Schütze netzsynchron im Spannungsnulldurchgang ein- oder ausgeschaltet werden. Außerdem kann für die Schaltfunktion ein Betriebsmodus gewählt werden. Damit ist es möglich, definierte Stellgrößen für jedes einzelne Relais im System vorzugeben. Das Steuergerät NRGC-PN steuert die einzelnen Halbleiterrelais dann abhängig vom Betriebsmodus in Pulspaketen, Vollwellen oder in gleichmäßig über die Zeit verteilte Vollwellen netzsynchron. So ist es möglich, Lasten mit einer Auflösung von 1 % auf eine Halbwelle genau ein- oder auszuschalten. ge

www.gavazzi.de

Weitere Details zum System

http://hier.pro/NgFOt

Carlo Gavazzi GmbH
Pfnorstraße 10 – 14
64293 Darmstadt
Tel.: +49 6151 8100 0
E-Mail: info@gavazzi.de
Website: www.gavazzi.de

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