Viele Anwender fordern die Vereinfachung der aufwendigen Schaltschrankverdrahtung sowie der Anlagenverkabelung. Bisher hat insbesondere die Aktorik zur Erhöhung des Verdrahtungsaufwands beigetragen. Motoren oder Pneumatikzylinder können beispielsweise nicht direkt durch die Ein- und Ausgabemodule des Feldbussystems, sondern nur über Schaltverstärker wie Schütze oder Ventile geschaltet werden, da die einzelnen Baugruppen vom Monteur erst aufwendig zur Funktion verdrahtet werden müssen. Kommt die Verdrahtung notwendiger Sicherheitsfunktionen hinzu, steigt die Komplexität der Installation erheblich.
Hauptteil
Schnell und einfach installieren Die Anforderungen an eine moderne Peripheriestation sind vielfältig. Sie soll sich nicht nur den individuellen Anforderungen anpassen, sondern auch rasch und problemlos zu installieren sowie unabhängig von der verwendeten Steuerung und dem gewählten Feldbus einzusetzen sein. IB-Inline ist unter Berücksichtigung dieser Anforderungen entwickelt worden und bietet aufgrund des funktionsorientierten Konzepts neben hoher Flexibilität eine schnelle und einfache Installation. Bei Markteinführung war IB-Inline ausschließlich für Interbus-Anwender verfügbar. Häufig unterliegt der Maschinen- und Anlagenbauer Vorgaben hinsichtlich der Wahl des Feldbussystems. Insbesondere exportabhängige Maschinenbauer sind oft gehalten, regionale Marktführer wie z.B. DeviceNet in den USA sowie Interbus oder Profibus in Europa einzusetzen. Um diesen Kunden diese Möglichkeit zu geben, ist IB-Inline auch für andere Steuerungs- und Bussysteme geöffnet worden: neben dem Interbus-Feldbuskopf sind Inline-Anschaltungen für Profibus, Ethernet und DeviceNet lieferbar. Kopplungen an CANopen und weitere Feldbusse sind in Vorbereitung. Für den Anwender bietet sich damit die Möglichkeit, seine elektrische Installation mit dem Peripheriesystem IB-Inline steuerungs- und feldbusunabhängig zu standardisieren. Dies ist ein bewusster Schritt im Sinne der Systemöffnung zur Unterstützung von Marktbedürfnissen nach einheitlichen Installationssystemen für unterschiedliche Automatisierungssysteme.
Alle Automatisierungsfunktionen enthalten IB-Inline ist funktionsmodular aufgebaut. Vorgefertigte Basisfunktionen sind als modulare Funktionsklemmen verfügbar, so z.B. fertig aufgebaute Motorstarter. Alle Schnittstellen sind einheitlich und aufeinander abgestimmt, so dass ein optimales Zusammenspiel sichergestellt ist. Zum Aufbau einer individuellen Peripheriestation müssen lediglich die benötigten Funktionsklemmen aneinander gesteckt werden. Fast alle Signale und Spannungen zwischen den Funktionsklemmen werden beim Zusammenstecken automatisch durch ein integriertes Stecksystem verdrahtet. So reduziert sich der Verdrahtungsaufwand um bis zu 80 %. Trotz des einfachen Aufbaus des Peripheriesystems muss der Anwender nicht auf Flexibilität verzichten. IB-Inline ist ein Automatisierungsbaukasten, der aus den Grundfunktionen der Automatisierung besteht. Zusätzlich zu den üblichen Ein- und Ausgabefunktionen enthält der Baukasten alle für eine Gesamtlösung benötigten Elemente wie Steuerungs- und Regelfunktionen, Technologiefunktionen wie das Positionieren, Pneumatikventile, Motorstarter, Interbus-Loop2- oder AS-i-Abzweige und nicht zuletzt Sicherheitsbaugruppen. Dieser Funktionsumfang wird ständig erweitert. Die feine Ein- bzw. Zweikanal-Modularität der IB-Inline-Klemmen bietet die notwendige Flexibilität für anpassungsfähige Automatisierungslösungen. Hochkanaligere Klemmen ermöglichen die Realisierung preisgünstiger Stationen mit vielen Signalen. Mit IB-Inline kann steuerungs- und feldbusunabhängig installiert werden. Zwei Alternativen stehen hier zur Verfügung:
· als Kommunikationslösung durchgängig über Interbus mittels einer Interbus-Anschaltung in der Steuerung oder · als Peripheriestation direkt über das von der Steuerung unterstützte Feldbussystem, also z.B. über Profibus-DP.
Der Feldbuswechsel erfolgt ohne Veränderung der Installation einfach durch den Austausch des IB-Inline-Feldbuskopfs.
Motoren schalten und schützen Am Beispiel eines Motorstarters sollen die Vorteile des Peripheriesystems IB-Inline dargestellt werden. Statt Schütz, Motorschutzrelais und ggf. Sicherheitsrelais konventionell mit Ein- und Ausgabebaugruppen zu verdrahten, sind diese Funktionen bei IB-Inline in einem Modul zusammengefasst. Zum Aufbau einer Peripheriestation müssen lediglich die systemfähigen IB-Inline-Schalt- und Sicherheitskomponenten zusammengesteckt werden. Die dezentrale Installation stellt jedoch weitere Anforderungen an die Schalt- und Steuergeräte. Aufgrund der Verteilung in der Anlage an teilweise unzugänglichen Stellen ist eine mechanische Konfiguration oder Einstellung z.B. des Motornennstroms am Motorschutz vor Ort nicht mehr praktikabel. Deshalb fordern Anwender die Einstellung über den Feldbus. Aufgetretene Fehler müssen per Ferndiagnose erkannt und nach der Störungsbeseitigung über den Feldbus oder direkt vor Ort zurückgesetzt werden können.
Der vollelektronische Motorschutz der IB-Inline-Motorstarter bietet nicht nur die Möglichkeit der Konfiguration und Diagnose über den Feldbus, sondern liefert zusätzliche Informationen über die Anwendung. So wird der Motor als Aktor sowie gleichzeitig als Sensor genutzt. Das von den Motorschaltern zurückgemeldete Verhältnis I: I nenn gibt Aufschluss über die aktuelle Belastung und somit wichtige Erkenntnisse über den Zustand der Mechanik. Eine zunehmende Überlast (I > I nenn) an einem Motor kann u.a. auf einen schleichenden Lagerverschleiß zurückzuführen sein. Eine plötzliche Unterlast (I < Inenn) deutet beispielsweise auf einen gerissenen Keilriemen hin. Aufgrund der Features der zur Verfügung stehenden Produktpalette lassen sich mit IB-Inline-Motorstartern nicht nur bestmögliche Lösung für den Maschinenbau realisieren, sondern auch für den Anlagenbau, wie z.B. für Fördertechnikapplikationen. Der Anwender kann zwischen zwei alternativen Schalttechnologien auswählen:
· Elektromechanisch schaltende Varianten steuern Motoren bis 3,7 kW bei einer maximalen Betriebsspannung von 600 V an. · Elektronisch schaltende Direkt- und Wendestartervarianten sind für schnelltaktende Fördertechnikapplikationen entwickelt worden. Sie steuern 400-V-Asynchronmotoren bis 1,5 kW mit einer maximalen Schalthäufigkeit von 1800 Schaltspielen pro Stunde.
Ein optional zu ergänzendes Bremsrelais für Bremsmotoren ermöglicht bei der Direkt- und Wendestartervariante die exakte Positionierung des Antriebs. Bei schnell taktenden Applikationen ist herkömmlicher Motorschutz mit Hilfe von Strom- oder Leistungsmessung oft nicht mehr aussagekräftig. Um auch weiterhin einen ‚Motorvollschutz‘ sicherzustellen, bietet sich der Einsatz von IB-Inline-Thermistorklemmen an. Das Kaltleiterauslösegerät wertet die in den Motorwicklungen integrierten Thermistoren direkt aus. Des weiteren stellt die Thermistorklemme eine Kurzschlussüberwachung des angeschlossenen Thermofühlers sowie eine Frühwarnfunktion zur Verfügung. Im IB-Inline-System ist grundsätzlich eine sichere Trennung zwischen Netzspannung und Schutzkleinspannung vorhanden.
Sicherheit integriert Beim Schalten von Motoren entstehen oft gefährliche Bewegungen, die das Abschalten der Motoren mit entsprechenden Sicherheitssystemen nach EN 954-1 bis zur Anforderung der Kategorie 4 erforderlich machen. Die zusätzliche Sicherheitsverdrahtung erhöht normalerweise den Installationsaufwand erheblich. Durch einfaches Stecken von speziellen IB-Inline-Sicherheitsmodulen erreichen die Motorstarter die Schutzkategorie 4 nach EN 954-1 im IB-Inline-Sicherheitskonzept ohne aufwendige Querverdrahtung. Das Sicherheitskonzept umfasst zwei Produkte. Die Sicherheitsklemme Safe 1 schaltet den internen IB-Inline-Segmentkreis sicherheitsgerichtet ab. Der nachgelagerte Leistungsschalter Safe 2 schaltet darauf hin den 400-V-Powerkreis für die IB-Inline-Motorstarter ebenfalls sicherheitsgerichtet ab. Es können sowohl die elektromechanisch als auch die elektronisch schaltenden Inline-Motorstarter eingesetzt werden, da sie nicht direkter Teil der Sicherheitseinrichtung sind.
Dezentralisierung leicht gemacht Dezentralisierung ist ein Thema, das im Automatisierungsumfeld vorangetrieben wird. Die Praxis zeigt jedoch, dass dezentrale Feldmodule oft in Kombination mit Peripheriestationen im Schaltkasten oder -schrank eingesetzt werden. IB-Inline unterstützt diesen Trend, indem Interbus-Loop2- und AS-i-Feldmodule direkt über entsprechende Abzweigklemmen in eine IB-Inline-Peripheriestation integriert werden können. Die Kombination IB-Inline und Interbus-Loop2 wird im Maschinenbau, insbesondere bei Handhabungs- und Fertigungsmaschinen eingesetzt, während die Kombination mit AS-i häufig im Anlagenbereich anzutreffen ist. Das funktionsorientierte Konzept des Peripheriesystems IB-Inline bietet dem Anwender eine Vielzahl von Vorteilen. Hervorzuheben sind neben der hohen Flexibilität und Anpassungsfähigkeit die automatische Querverdrahtung durch das integrierte Stecksystem sowie die schnelle und einfache Montage und Installation.
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