IO-Link-Controller für mehr Transparenz und Verfügbarkeit im Anlagen- und Maschinenbau
28.05.2018 -
Neben der hohen Qualität ist die Anlagenverfügbarkeit einer der Wettbewerbsvorteile des deutschen Maschinenbaus. Die Anforderungen an die Branche haben sich aufgrund der Internationalisierung und Globalisierung von Produkten und Dienstleistungen nach und nach verändert. Maschinen – in Deutschland gebaut und weltweit exportiert erfordern eine Umgestaltung der Serviceorganisation. Die Erhöhung der Anlagentransparenz stellt einen Lösungsweg für diese Problematik dar.
Das Servicepersonal kann in Kombination mit einem Remotezugriff von Deutschland aus auf die Anlage in einem anderen Kontinent zugreifen und dem Servicemitarbeiter vor Ort Hinweise bei der Fehlersuche geben. So lassen sich Servicekosten und Maschinenstillstandszeiten beim Kunden reduzieren. Es besteht eine dauerhafte Verbindung mit der Möglichkeit zur kontinuierlichen Datenerfassung und Anlagenoptimierung.
Der dauerhafte Remotezugriff auf die Anlage verändert die Situation grundlegen. Denn so muss im Fehlerfall die Kommunikationsverbindung weder erst aufgebaut noch überprüft werden. Häufig entfallen auch die Anreise eines Servicemitarbeiters und die Kosten für Unterbringung und Flug. Die Verfügbarkeit der notwendigen Anlagen- und Maschinedaten ist für eine funktionierende Remote-Unterstützung Grundvoraussetzung. Mit Unterstützung von IO-Link lassen sich die Daten bis hinunter in die Feldebene aufnehmen, sammeln und weiterleiten. Von der Steuerung gibt es eine direkte Verbindung zum IO-Link-Master und bis hinunter zum Sensor. Dadurch ist eine ausreichende Anlagentransparenz gegeben. Diese ermöglicht den Servicemitarbeitern in Deutschland, Fehlentwicklungen rechtzeitig zu erkennen. Zudem können diese so vorbeugend eingreifen. Im Falle eines Fehlers kann auch der weit entfernt sitzende Service-Techniker nach der Fehlerursache suchen und für die Einleitung entsprechender Gegenmaßnahmen sorgen.
Standardisierte Kommunikation nach IEC 61131-9 mit IO-Link
Mit der Norm IEC 61131-9 gibt es für IO-Link eine standardisierte feldbusunabhängige Schnittstelle. Diese macht eine sichere und schnelle Integration des IO-Link-Systems in die Bussysteme möglich. Dadurch lässt sich das Systems auch international und für marktspezifische Lösungen im Automatisierungsbereich einsetzen. Das Smart Sensor Profile stellt die Anbindung der unterschiedlichen Aktoren und Sensoren verschiedener Hersteller im IO-Link-System sicher. Durch dieses Profil hat der Anwender die Garantie, dass sich die Standardfunktionen der unterschiedlichen Geräte durchweg auf den gleichen Indizes befinden. Das gewährleistet die stringente Kommunikation von der Leitebene, über die Steuerungskomponenten bis in die Sensor- beziehungsweise Feldebene. Es vereinfacht zudem die Erstinbetriebnahme und den Austausch von Geräten. Nach dem Verbinden des IO-Link-Masters mit dem Gerät kommt es automatisch zu dessen Beschreibung mit den im Master gespeicherten Parametern. Ein händisches Parametrieren beim Gerätetausch fällt weg. Dadurch kann der Nutzer Maschinen-Stillstandzeiten reduzieren. Die Kommunikation startet nach der Parametrierung automatisch. Dabei kommt es zu einer zyklisch und azyklischen Übertragung der Messwerte beziehungsweise Parameter. Das maximale zyklische Datenvolumen beträgt 32 Byte.
Die Anzahl der angeschlossenen Geräte ist abhängig vom verwendeten IO-Link-Master und der Applikation. Die Zuleitung besteht aus einer dreiadrigen Leitung, welche beide Geräte verbindet. Dies ist mittels des alten Sensorenkabels möglich. So sind keine speziellen Anschlusskabel nötig. Bei einer späteren Modernisierung der Anlage und einer Verwendung von IO-Link spart dies auch Verdrahtungsaufwand.
Hohe Maschinenverfügbarkeit mit intelligenter Absicherung
Im Maschinenbau schenkt man der Visualisierung der DC-24V-Absicherung oftmals wenig Beachtung. Sie beschränkt sich häufig nur auf ein binäres Signal zum Status des einzelnen Sicherungsautomaten. Teilweise sogar nur auf eine Sammelmeldung. Der IO-Link-Controller der Firma E-T-A schafft mehr Transparenz in diesem Anlagenbereich. Der Anwender kann an den Buscontroller EM12D-TIO bis zu 16 Lastkreise anschließen und überwachen. Er macht die Einspeisung und die Verteilung von maximal 40 A möglich, ohne dass weiteres Zubehör erforderlich ist.
Der Fokus liegt allerdings auf der direkten Verbindung des Buscontrollers an IO-Link und somit an das übergeordnete Steuerungssystem. Die elektronischen Sicherungsautomaten übertragen durchgängig den Status und Laststrom jedes Sicherungsautomaten. So spricht die Visualisierung der übergeordneten Steuerung die Sicherungsautomaten einzeln an und steuert sie. Dadurch lassen sie sich ein- beziehungsweise auszuschalten. Im Störungsfall lassen sie sich zudem aus der Ferne zurückzusetzen. So ist ein rascher Zugriff auf die Maschine möglich. Stillstandzeiten fallen dadurch geringer aus.
Ergänzend kann der Anwender jeden einzelnen Lastkreis über einen selbst parametrierbaren Grenzwert für den Laststrom überwachen. Kommt es zu einer Überschreitung des Wertes, erfolgt eine Warnmeldung. Dies geschieht durch eine Mitteilung an die Steuerung und optisch am Gerät. Durch die dauerhafte Übertragung des aktuellen Laststroms lässt sich eine Veränderung der Stromaufnahme zeitnah erkennen. So ist eine frühzeitige Fehlererkennung möglich und es lassen sich vorbeugende Wartungsmaßnahmen umsetzen. Dadurch nehmen die Anlagenverfügbarkeit und Zuverlässigkeit der DC-24V-Stromversorgung zu.
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