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Serielle Vernetzung im Feld

01 Ob serielle Schnittstellen, Ethernet-Multiprotokoll-Technologie oder vorausschauende Wartung –  Turcks 2COM-Modul ist ein Universalwerkzeug für die Automatisierung

01 Ob serielle Schnittstellen, Ethernet-Multiprotokoll-Technologie oder vorausschauende Wartung – Turcks 2COM-Modul ist ein Universalwerkzeug für die Automatisierung

02 In Kombination mit einem Vibrations- und Temperatursensor, angeschlossen an Motoren, wird der TBEN-S2-2COM zu einem Condition-Monitoring-Tool

02 In Kombination mit einem Vibrations- und Temperatursensor, angeschlossen an Motoren, wird der TBEN-S2-2COM zu einem Condition-Monitoring-Tool

03 Die Block-IO-Module von Turck können mit Argee einfache Steuerungsaufgaben übernehmen

03 Die Block-IO-Module von Turck können mit Argee einfache Steuerungsaufgaben übernehmen

04 Mit der browserbasierten Programmierumgebung Argee werden alle TBEN-Module zu intelligenten Field Logic Controllern

04 Mit der browserbasierten Programmierumgebung Argee werden alle TBEN-Module zu intelligenten Field Logic Controllern

In der Industrieautomation spielen serielle Schnittstellen – vor allem wegen ihres guten Preis-Leistungs-Verhältnisses – immer noch eine wichtige Rolle. Neben vielen älteren Geräten haben auch neue Produkte, wie Barcode-Scanner, Licht vorhänge, Drucker, Waagen oder Bedienterminals, diese Schnittstelle an Bord. Zudem kommunizieren viele Antriebe darüber. Um alle diese Komponenten schnell sowie effizient anzuschließen und an Ethernet-Netzwerke anzubinden, hat Turck sein Portfolio der Block-IO-Module der TBEN-S-Familie um den Typ 2COM erweitert und folgt damit konsequent der Strategie „Raus aus dem Schaltschrank“.
Das IP67-IO-Modul TBEN-S2-2COM-4DXP (Bild 1) von Turck bietet neben den beiden Ports für RS-232 oder RS-485 vier digitale Ein- oder Ausgänge. Die Charakteristik der seriellen Ports (RS-232, RS-485 oder Modbus RTU) kann frei gewählt werden. Die IO lassen sich dabei konfigurationslos als Ein- oder Ausgang nutzen. Zur Steuerung kommuniziert das Modul über die Multiprotokoll-Technologie mit Profinet, Ethernet/IP oder Modbus TCP. Damit ist es sowohl für den globalen Einsatz in Neuanlagen geeignet als auch für Retrofit-Projekte.
Verdrahtung im Feld spart Zeit und Geld
Abhängig von der gewählten Anschlusstechnik erreichen die TBEN-S-Module Schutzart IP65/67 oder sogar IP69K und sind daher direkt im Feld auf der Maschine einsetzbar. Das verkürzt die Verdrahtungswege und erleichtert das Anbinden von Geräten mit serieller Schnittstelle. Vom IO-Modul muss man nur noch eine Ethernet- sowie eine Power-Versorgung zum Schaltschrank führen. Beide Leitungen, Power und Ethernet, sind von Modul zu Modul als sogenannte „Daisy Chain“ durchschleifbar, müssen also im Idealfall nur einmal vom Schaltschrank ins Feld geführt werden. Kleinere Geräte wie Barcodescanner versorgt das TBEN-S-2COM über den Bus-Stecker mit Leistung – auch hier verringert das IO-Modul den Zeitaufwand und Kosten für Verdrahtung. Zudem erlaubt es die Anbindung von bis zu 64 Modbus-RTU-Servern – optimal für Pick-to-light-Anwendungen.
Feldgeräte einfach integrieren
Neben Einsparungen beim Verdrahtungsaufwand profitieren Anwender der Module auch davon, dass der Programmieraufwand für die Kommunikation mit Modbus-RTU-Geräten minimiert ist. Während Modbus-Zugriffe in der Steuerungsumgebung üblicherweise selbstständig programmiert und verarbeitet werden müssen, ist bei dem seriellen Turck-Modul Modbus RTU bereits integriert. Der Nutzer muss lediglich Adressen und Prozessdatenbereiche konfigurieren. Danach übernimmt das Modul die Protokollverarbeitung und tauscht Prozessdaten mit der Steuerung aus. Komplizierte Funktionsbausteine für Modbus werden nicht benötigt.
Damit ist das Modul der perfekte Counterpart für zahlreiche Modbus-RTU-Geräte, wie etwa intelligente Sensorik oder auch die Lichtvorhänge von Turcks Optosensorik-Partner Banner Engineering. Beispielsweise können an nur einem IO-Modul bis zu 64 Pick-to-light-Sensoren der K50-Serie von Banner betrieben werden. Kostengünstiger lassen sich Pick-to-light-Anwendungen kaum aufbauen. Auch für Retrofitprojekte ist das 2COM-Modul geeignet, da sich damit bestehende Modbus-RTU-Teilnehmer in moderne Industrial-Ethernet-Netze integrieren lassen.
Gerade in den Branchen Fördertechnik, Logistik und Verpackungstechnik werden häufig Motoren mit seriellen Schnittstellen verwendet. Ein gutes Beispiel sind die Movimot-Motoren von SEW Eurodrive. Mit dem TBEN-S2-2COM kann man in der Betriebsart RS-485 bis zu 32 Motoren pro COM-Port verbinden. Auch der Sensor zur Überwachung von Vibration und Temperatur QM42VT2 von Banner lässt sich via RS-485 mit dem Modul verbinden. Wer ihn direkt am Antrieb montiert, kann Lagerschäden frühzeitig diagnostizieren und geplante Wartungen durchführen. Eine einfache und effiziente Möglichkeit, vorausschauende Wartung zu betreiben (Bild 2).
Kommunikation zu Steuerungssystemen
Wie alle Geräte der TBEN-Familie (Bild 3) unterstützt auch das TBEN-S2-2COM Turcks Ethernet-Multiprotokoll-Technologie, die den Einsatz der Geräte in Profinet-, Ethernet/IP- und Modbus-TCP-Netzen ermöglicht. Über Modbus kann dabei sogar parallel zu bestehenden Steuerungsverbindungen auf das Gerät zugegriffen werden. Am Beispiel der Motorensteuerung mit vorausschauender Wartung lassen sich die Daten vom Vibrationssensor so zum Beispiel zur weiteren Analyse direkt an überlagerte Systeme, wie Edge-Gateways, Daten-Hubs oder Cloudsysteme versenden. Viele gängige Systeme, wie Microsoft Azure, IBM Bluemix, aber auch OPC-UA-Server von Matricon und Kepware unterstützen die Kommunikation via Modbus TCP.
Block-IO mit Steuerungsfunktion
Das 2COM-Modul für serielle Schnittstellen enthält, wie alle aktuellen TBEN- Modelle, die browserbasierte Programmierumgebung Argee (Bild 4). Damit können SPS-Funktionen direkt auf den Modulen der Block-IO-Reihen TBEN-L, TBEN-S, BL compact und FEN20 programmiert werden. Mit solchen Field Logic Controllern (FLC) lassen sich einfache Steuerungsfunktionen auf die IO- Module auslagern, was die zentrale Steuerung und die Buskommunikation entlastet. Da die Argee-Programmierumgebung eine einfache Webapplikation ist, benötigt man dazu lediglich einen Windows-PC mit einem Webbrowser. Einfache Anforderungen sind mit Argee auf den Block-IO-Modulen von Turck auch komplett autark realisierbar.
Die Programmierung ist denkbar einfach. Im Simple-Modus, der einem Kontaktplan-Editor entspricht, kann man über Drop-down-Felder die Ein- und Ausgänge mit Boole’schen Operatoren und Aktionen verknüpfen. Das Programmieren grundlegender Funktionen ist damit ohne Kenntnis einer Programmiersprache möglich. Im Professional-Modus steht dann der volle Funktionsumfang zur Verfügung, womit sich beispielsweise auch Ablaufdiagramme realisieren lassen, ohne dass Programmierkenntnisse erforderlich wären.
Und wer auf die Zukunft vorbereitet sein möchte, bringt mit dem 2COM- Modul seine seriellen Schnittstellen in die Industrie-4.0-Ära: Die parallele Kommunikation über Profinet (zur Steuerung) und Modbus TCP an Edge-Gateways oder Data-Hubs ermöglicht die intelligente Auswertung von Gerätedaten zur vorausschauenden Wartung. (no)

Aurel Buda ist Produktmanager Fabrikautomation Systeme bei der Hans Turck GmbH & Co. KG in Mülheim an der Ruhr. aurel.buda@turck.com

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