Subsystem auf der Steuerungsebene

DER AUTOR Dipl. Ing. Erich Fischer ist Leiter der Division Automation & Process Control bei der ETA Elektrotechnische Apparate GmbH in Altdorf

Das neuentwickelte ControlPlex-Board beinhaltet ein Stromverteilungssystem vom Typ SVS16 ein 24-VDC-System für Überstromschutz, Stromverteilung sowie eine zusätzliche digitale Ausgangsbaugruppe bis 10 A, inklusive einer integrierten Kommunikationsschnittstelle. Dieses Stromverteilungs- und Remote-Output-System ist nach EN 50170 bzw. IEC 61158 mit einer vollwertigen Profibus-DP-Schnittstelle ausgestattet, die alle spezifizierten Übertragungsraten bis maximal 12 MBaud unterstützt. Der SVS16 beherrscht neben einem selektiven Überstromschutz und der Stromverteilung von Lastkreisen zusätzlich noch das Schalten, Schützen und Diagnostizieren digitaler Ausgänge bis 10 A. Eine integrierte, durchgängige Kommunika- tion von Betriebs- und Fehlerzuständen sowie das Schalten bzw. Rücksetzen einzelner Stromkreise der 24-VDC-Ebene über Profibus-DP macht das SVS16 zu einem intelligenten Subsystem auf der Steuerungsebene.

Der SVS16-PB-08 für direkte Hutschienenmontage beinhaltet acht Steckplätze für elektronische Sicherungsautomaten bis 10 A vom Typ ESX10, entweder mit Reseteingang oder mit Steuereingang. Das steckbare Gerät mit Nennstromauslegungen von 0,5 bis 12 A bietet einen selektiven Überstromschutz für alle Verbraucher im Bereich der 24-VDC-Steuerspannung. Ob SPS, Feldbus- oder Ethernet-Module, Ventilinseln oder Bedienterminals – mit einer einzigen Kennlinie für alle Lastarten macht der ESX10 die Absicherung zu einer einfachen Übung. Dabei gewährleistet die integrierte Strombegrenzung, dass bei Überlast oder Kurzschluss die Leitung zuverlässig geschützt und nur der fehlerhafte Strompfad abgeschaltet wird. Gleichzeitig verhindert die Strombegrenzung auch das Einbrechen der 24-VDC-Spannung des Schaltnetzteiles und vermeidet Stillstandszeiten durch lange Fehlersuche.

Alternativ ermöglichen die Steckplätze des SVS16 den Einsatz der elektronischen Koppelrelais vom Typ E-1048-7xx. Deren Aufgaben sind die Ansteuerung, Überwachung und Diagnose von Hydraulik- oder Pneumatik-Magnetventilen, Signallampen etc. im Bereich 0,5 bis 5 A auf Kurzschluss/Überlast oder Leitungsbruch. Einsatz finden die Geräte beispielsweise im dezentralen Steuerschrank eines Walzwerkes.

Die 10-mm²-Einspeiseklemmen Plus und Minus für die 24-VDC-Versorgung sind doppelt, der PE-Anschluss ist einfach ausgeführt. Jedem Sicherungsautomaten vom Typ ESX10 oder Koppelrelais vom Typ E-1048-7xx sind 2,5-mm²-Anschlüsse für den gesicherten Lastabgang Plus und 0 V zugeordnet. Hier lassen sich einzelne Laststrom- oder Magnetventilkreise direkt anschließen. Alle Einspeise- oder Abgangsklemmen sind wahlweise in Schraub- oder in Zugfedertechnologie verfügbar.

Der Einsatz der Profibus-Technologie überträgt alle Vorzüge dieses bewährten Kommunikationssystems auf die Absicherung von 24-VDC-Stromkreisen. Über den 9-poligen Sub-D-Stecker übermittelt das integrierte Profibus-Modul alle Fehlerzustände der acht Stromkreise zur SPS. Über das gleiche Profibus-Kabel erhalten die elektronischen Überstromschutzgeräte ESX10 oder die elektronischen Schutzschaltrelais E-1048-7xx nach einer Überstromabschaltung einen Fern-Reset oder den Steuerbefehl Ein/Aus. Bei der E/A-Verdrahtung des SVS16-PB-08 wird also – statt mindestens 18 Leitungen für Signalisierung und Ansteuerung – nur das Profibus-Kabel angedockt. Dies spart Verdrahtung und zusätzliche E/A-Baugruppen ein. Verschiedene LEDs zeigen die Modulversorgung, den aktuellen Buszustand und etwaige Peripheriefehler an. Diese werden direkt an den Profibus-Master übertragen. Die Einbindung des SVS16 in das Profibus-Netzwerk erfolgt über die mitgelieferte GSD-Datei.

Zwischenzeitlich ist mit dem SVS16-EN eine weitere Variante mit Ethernet-I/P-Anbindung verfügbar. Diese wird erstmalig in Anlagen zur Herstellung von Lebensmitteln und Süßwaren zum Einsatz kommen. Die Kommunikation erfolgt über ein Ethernet/IP-Modul mit einem Port. Der dazu gehörige RJ45-Steckverbinder ist bereits auf der Trägerplatine vorgesehen und entspricht den ODVA-Richtlinien.

Die Zuweisung der Geräteadresse erfolgt über die integrierten, weltweit eindeutigen MAC-Adressen. Die Zuweisung der IP-Adressen erfolgt im Stand-alone-Betrieb über BCD-Drehschalter oder direkt über das Netzwerk. Die Einstellung der Baudrate ist nicht notwendig, da die Datenübertragung standardmäßig mit 10 oder 100 Mbits/s im Vollduplexbetrieb erfolgt.

Gemäß der ODVA-Spezifikation erfolgt die Netzwerk- und Modulstatus-Anzeige über externe Leuchtdioden, die den Anforderungen in Farbe und Leuchtmuster entsprechen. Das integrierte Ethernet-I/P-Modul bietet die Möglichkeit, über einen integrierten Webserver Daten auszulesen und auf Web-Seiten anzuzeigen. Der Zugriff auf diese Seiten erfolgt über einen Internetbrowser und der Verwendung der vergebenen IP-Adresse des Geräts. Alle kundenseitig notwendigen Konfigurationseinstellungen lassen sich über Standard-Ethernet/IP-Projektierungswerkzeuge (z. B. Rockwell RSLinx) durchführen. Weitere Konfigurationsoptionen wie das Verhalten bei Feldbusausfall oder Sonderfunktionen wie Firmware-Updates sind optional über eine Web-Oberfläche zu realisieren.

Ob im Maschinen- und Anlagenbau, Chemie-, Pharma- und Food-Bereich, in der Gebäudeautomatisierung, der Stahlerzeugung oder auch in der Automobilfertigung – der SVS16 reduziert die Verdrahtung und erhöht die Diagnosefähigkeit. Das Gesamtsystem ist modular aufgebaut. Deshalb werden noch weitere Feldbus-Anschlüsse wie Devicenet, Canopen, Profinet etc. folgen. ge

Der elektronische Sicherungsautomat ESX10 von E-T-A für 24-VDC-Schaltnetzteile schützt jeden einzelnen Kreis vor Überlast und Kurzschluss und schaltet die Last im Fehlerfall elektronisch und selektiv ab. Zur Anpassung an die Lastverhältnisse ist der Nennstrom des ESX10 in festen Werten von 0,5 bis 12 A eingestellt. Betriebs- und Fehlerzustände werden durch eine dreifarbige LED und integrierte Signalkontakte angezeigt. Varianten mit elektronischem Reseteingang und Statusausgang stehen zur Verfügung.