A A A
| Sitemap | Kontakt | Impressum | Datenschutz
ETZ Logo VDE Verlag Logo

Funktionsbausteinbibliothek reduziert Programmieraufwand

Bild 1. Eine breite Palette von Funktionsbausteinen vereinfacht den Aufbau des Easy-Automation-Systems

Bild 2. Die Funktionsbausteine für PC Worx sind kompatibel zur IEC 61131

Bild 3. Beispiel eines Funktionsbausteins für die Bewegungsfunktion „Move Absolut“

Bild 4. Temperaturregler im Einsatz an einem Kunststoff-Spritzgießwerkzeug

Kleinsteuerungen übernehmen heute eine Vielzahl komplexer Aufgaben. Dazu werden unterschiedliche IO-Signale verarbeitet, und umfangreiche Kommunikationsmöglichkeiten sorgen für den Datenaustausch mit vor- und nachgelagerten Prozessen sowie mit Leitsystemen. Funktionsbausteine bieten eine Möglichkeit, den daraus resultierenden Programmier- und Inbetriebnahmeaufwand zu senken und gleichzeitig die Betriebssicherheit der Automatisierungslösungen zu erhöhen.

Aufgrund des guten Preis-Leistungs-Verhältnisses bietet sich das Easy-Automation-System von Phoenix Contact insbesondere zur Automatisierung kleiner und mittelgroßer Maschinen an. Dazu stellt die auf den Kleinsteuerungen der 100er-Leistungsklasse basierende Lösung sämtliche notwendigen Komponenten zur Verfügung. Diese sind so aufeinander abgestimmt, dass sie sich problemlos kombinieren und bei Bedarf austauschen lassen (Bild 1).
Ab sofort gestaltet sich die Umsetzung der Automatisierungsaufgabe mit den Kleinsteuerungen noch einfacher, denn eine umfangreiche Palette an Funktionsbausteinen unterstützt bei der Programmierung. Für alle spezialisierten Peripheriemodule sind Software-Bausteine geschaffen worden, über die sie sich in das Anwendungsprogramm einbinden lassen. Die Bibliothek beinhaltet ferner spezialisierte Funktionsbausteine für viele Applikations- und Kommunikationsaufgaben (Bild 2).
Zur Programmierung der Kleinsteuerungen ist eine kostenfreie Entwicklungsumgebung mit reduzierter Komplexität erhältlich. Die Software, die an die Nutzung in Standardmaschinen angepasst ist, erlaubt die intuitive Erstellung der Steuerungsprogramme in den Programmiersprachen Kontaktplan (KOP/LD) und „Strukturierter Text“ (ST), was den Zeitaufwand weiter senkt.

Einfache Integration der Peripheriemodule
Zum Anschluss der Sensoren und Aktoren in Schutzart IP20 lassen sich die Kleinsteuerungen durch Anreihen der IO-Module aus dem Inline-Installationsbaukasten flexibel erweitern. Außerdem koppeln dezentrale IO-Module in Schutzart IP65 die Peripherie an. In beiden Fällen vereinfacht das Prinzip „Stecken statt Verdrahten“ den Aufbau der Stationen. So lange es sich um Standard-IO-Signale handelt, können diese einfach in der Programmierumgebung verwendet werden. Da das Spektrum der Automatisierungsaufgaben jedoch vielfältig ist, gibt es zahlreiche Signalarten, mit denen die Steuerungen in den unterschiedlichen Anwendungsfeldern zusammenarbeiten sollen. Damit auch die Integration spezialisierter Signale gelingt, werden neben den Standard-IO-Modulen spezielle Erweiterungsmodule angeboten. Darüber hinaus haben sich Komponenten mit direkt eingebauten Funktionen, beispielsweise Antriebsregler, etabliert.

Um die aufwendigen Module genauso komfortabel wie die Standard-IO-Varianten in die SPS-Programme einzubinden, ist das System um als Treiber fungierende Funktionsbausteine ergänzt worden. Die von der Homepage des Herstellers herunterladbaren Bausteine können kostenfrei genutzt werden. Für spezialisierte Peripheriemodule sind folgende Funktionsbausteine verfügbar: Module zur Temperaturerfassung, Motorschalter, Analog-IO-Module, Kraft- und Wägesensoren, Module zur Positionserfassung mit Inkrementalwertgebern, Absolutwertgebern oder magnetostriktiven Gebern sowie Module mit Zählerfunktion, zur Impulsgenerierung, mit IO-Link-Anschlüssen und zur seriellen (RS-232/RS-485) oder Modbus-Kommunikation (als Client und Server). Die Bausteine erleichtern den Betrieb der Module, da sie die Variablen und Wertebereiche für die physikalischen Signale definieren. Der Programmierer kann das spezielle Signal dann in der ihm vertrauten Art verwenden, beispielsweise als Prozent- oder Promillewert.
Außerdem müssen die spezialisierten Peripheriemodule häufig parametriert werden. So erwartet ein Modul zur Temperaturerfassung beispielsweise die Angabe, von welchem Typ der angeschlossene Sensor ist. Die Funktionsbausteine unterstützen hier, indem sie diese Parameter direkt beim Programmierer abfragen (Bild 3).

Bild 5. Die IT-Library stellt einen Funktionsbaustein zur Verfügung, der selbstständig E-Mails versendet

Bild 6. Komfortable Funktionsbausteine vereinfachen den Einsatz von WLAN- oder Bluetooth-Access-Points

Treiber für Funktionsmodule und Antriebsregler
Ein weiterer Funktionsbausteinsatz integriert die Funktionalität der Geräte in das SPS-Programm. Dazu gehören dezentrale Positionierklemmen, Kleinleistungs-Servoverstärker, dezentrale Temperaturregler, Schrittmotorsteuerungen, Frequenzumrichter und Servoverstärker. Ferner sind für zahlreiche Steuerungs- und Regelungsfunktionen vorkodierte und getestete Programme als Funktionsbausteine erhältlich, allerdings lizenzpflichtig. So stellt ein PID-Regler für allgemeine Prozessregelanwendungen die regelungstechnischen Grundfunktionen für Zweipunkt-, Dreipunkt- oder Motorschrittregelungen zur Verfügung. Temperaturen und Prozesse lassen sich mit den Reglerfunktionsbausteinen mit Selbstoptimierung (PDPI_Basic) noch komfortabler automatisieren.
Auf die beschriebene Weise können viele Regelungsaufgaben in der industriellen und der Prozessautomation umgesetzt werden (Bild 4). Weitere Funktionsbausteine (MCE-Library) steuern wichtige Bewegungsfunktionen, vor allem wenn sie mit elektrischen Antrieben per Frequenzumrichter oder Servoregler betrieben werden.

Neben den üblichen Steuer-, Regel-, Bewegungs- und Bedienaufgaben übernehmen die Kleinsteuerungen ILC 1xx auch die Kommunikation via Ethernet, Bluetooth, WLAN sowie Mobil- oder Festnetz. Zu diesem Zweck ist mindestens eine Ethernet-Schnittstelle in die Geräte eingebaut. Ein in die Kleinsteuerungen integrierter FTP-Server ermöglicht beispielsweise die Übertragung beliebiger Dateien, während die Verbindung vom SPS-Programm zu den Programmen anderer Ethernet-Teilnehmer über offene TCP/IP- oder UDP/IP-Bausteine hergestellt wird. Mithilfe der kommunikativen Funktionsbausteine kann der Programmierer in weitere Kommunikationsbereiche einsteigen. So erlauben die Funktionsbausteine der SQL_Library den direkten Datenaustausch zwischen Kleinsteuerung und SQL-/mySQL-Datenbank, beispielsweise zum Loggen von Daten in Echtzeit (Bild 5).

Mittels der IT-Library können die Programmierer der Kleinsteuerungen die Ethernet-Infrastruktur zum Verschicken von E-Mails nutzen. Wenn über Mobil- oder Festnetzmodems eine SMS versendet werden soll, unterstützen die Resy-Funktionsbausteine. Über die IT-Library kann die SPS zudem beliebige Dateien, zum Beispiel neue Anwendungsprogramme, von einem zentralen Server (FTP-Client) herunterladen. Um das Unternehmensnetzwerk effizient zu verwalten, werden in der SNMP-Library Funktionsbausteine für SNMP (Simple Network Management Protocol) angeboten. Die in der IT-Library enthaltenen Funktionsbausteine als DHCP-Client (Dynamic Host Configuration Protocol), die der automatischen Übernahme von Netzwerk-Einstellungen dienen, sowie DNS (Domain Name System) zum Lesen der IP-Adresse eines bekannten Host-Namens runden das Leistungspaket ab. Sollen die Kleinsteuerungen mit WLAN- oder Bluetooth-Access-Points kommmunizieren, reduzieren die Treiber-Funktionsbausteine „Wireless Technology“ den Programmieraufwand (Bild 6).

Komfortable Einbindung entfernter Anlagenteile
Mit den Funktionsbausteinbibliotheken Resy+ lassen sich die Standard-Steuerungs- und IO-Komponenten des Herstellers um fernwirktechnische Protokolle erweitern. Auf diese Weise können entfernte Anlagenteile komfortabel in das Netzwerk eingebunden sowie in das Leitsystem integriert werden. Die Software Resy+ tauscht für serielle Übertragungen gemäß IEC 60870-5-101 und im Ethernet-Bereich nach IEC 60870-5-104 Daten aus.

Der Beitrag als pdf

Autor: Dipl.-Ing. Burkhard Werner ist Mitarbeiter im Systemmarketing bei der Phoenix Contact Electronics GmbH in Bad Pyrmont.