Erschienen am: 08.02.2018, Ausgabe SPS-MAGAZIN 1+2 2018

I/O-Module für Neuanlagen und Retrofitprojekte

Zurück in die Zukunft

Serielle Schnittstellen spielen in vielen Bereichen der industriellen Automation nach wie vor eine große Rolle. Das gute Preis/Leistungs-Verhältnis ist dafür ausschlaggebend. Deshalb bieten neue IP67-Module von Turck z.B. zwei serielle Schnittstellen und vier I/O-Kanäle. Zur Steuerung kommunizieren sie mit Profinet, Ethernet/IP oder Modbus TCP. Damit sind sie für den globalen Einsatz in Neuanlagen ebenso geeignet wie für Modernisierungsprojekte.


Über die Schnittstelle RS485 lassen sich bis zu 32 Motoren pro COM-Port mit dem TBEN-S2-2COM-Modul verbinden. Der Sensor für Vibration und Temperatur wird ebenfalls via RS485 mit dem Modul verbunden.
Bild: Hans Turck GmbH & Co. KG

Während serielle Schnittstellen in der IT-Welt weitestgehend durch Ethernet und USB abgelöst sind, haben sie in der Industrieautomation bis heute einen guten Stand. Nicht nur lange genutzte Geräte haben die Schnittstelle an Bord, auch viele neue Produkte, von Barcode-Scannern und Lichtvorhängen über Drucker, Waagen und Bedien-Terminals, aber nicht zuletzt auch viele Antriebe kommunizieren über diese Schnittstellen. Auch deshalb legt Turck sein kompaktes IP67-Ethernet-I/O-Modul zur Anbindung von seriellen Schnittstellen neu auf. Das TBEN-S2-2COM-4DXP bietet neben den beiden Ports für RS232 oder RS485 vier digitale Ein- oder Ausgänge. Die Charakteristik der seriellen Ports (RS232, RS485 oder Modbus RTU) lässt sich frei wählen. Die I/Os lassen sich dabei konfigurationslos als Ein- oder Ausgang nutzen.

Verdrahtung im Feld

Die Module erleichtern das Anbinden von Geräten mit serieller Schnittstelle. Abhängig von der gewählten Anschlusstechnik erreichen die Module Schutzart IP65/67 oder sogar IP69K und sind daher direkt im Feld auf der Maschine einsetzbar. Das verkürzt die Verdrahtungswege vom Modul zu den Geräten vor Ort. Vom I/O-Modul wird dann eine Ethernet- und eine Power-Versorgung zum Schaltschrank geführt. Beide Leitungen können von Modul zu Modul als sogenannte Daisy Chain durchgeschleift werden, müssen also im Idealfall nur einmal vom Schaltschrank ins Feld geführt werden. Kleinere Geräte wie Barcodescanner versorgt das Modul über den Feldbusstecker mit Leistung - auch hier verringern sich der Zeitaufwand und die Kosten für die Verdrahtung.

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Konfigurieren statt Programmieren

Neben Einsparungen beim Verdrahtungsaufwand profitieren Anwender der Module auch davon, dass der Programmieraufwand für die Kommunikation mit Modbus-RTU-Geräten reduziert ist. Üblicherweise müssen Modbus-Zugriffe in der Steuerungsumgebung selbstständig programmiert und verarbeitet werden. Bei Turcks seriellem Modul ist Modbus RTU 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 geeignete Counterpart für zahlreiche Modbus-RTU-Geräte, wie intelligente Sensorik oder auch Lichtvorhänge. Z.B. lassen sich bis zu 64 Pick2Light-Sensoren der K50-Serie von Banner an einem I/O-Modul betreiben. Auch für Retrofitprojekte ist das Modul ein geeignetes Bindeglied, um bestehende Modbus-RTU-Teilnehmer in moderne Industrial-Ethernet-Netze zu integrieren.

Motorensteuerung mit vorausschauender Wartung

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. In der Betriebsart RS485 lassen sich bis zu 32 Motoren pro COM-Port mit dem TBEN-S2-2COM verbinden. Mit dem QM42VT2 von Banner steht darüber hinaus ein Sensor zur Überwachung von Vibration und Temperatur zur Verfügung, der sich ebenfalls via RS485 mit dem Modul verbinden lässt. Montiert direkt am Antrieb, lassen sich Lagerschäden auf diese Weise frühzeitig diagnostizieren, um geplante Wartungen durchzuführen.

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Zusätzliche Kommunikation auch parallel zur SPS

Eine weitere Eigenschaft des I/O-Moduls öffnet Perspektiven in Richtung Industrie 4.0. Wie alle Geräte der Produktfamilie unterstützt es Ethernet-Multiprotokolle, 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 z.B. zur weiteren Analyse direkt an überlagerte Systeme, wie Edge-Gateways, Daten-Hubs oder Cloud-Systeme, versenden. Viele gängige Systeme, wie Microsoft Azure, IBM Bluemix, aber auch OPC-UA-Server von Matricon und Kepware, unterstützen die Kommunikation via Modbus TCP.

Modul wird zur Kleinsteuerung

Wie alle aktuellen Modelle der Produktreihe verfügt auch das 2COM-Modul für serielle Schnittstellen über die Browser-basierte Programmierumgebung ARGEE. Damit lassen sich SPS-Funktionen direkt auf den Block-I/O-Modulen des Typs TBEN-L, TBEN-S, BL Compact und FEN20 programmieren. Mit solchen Field Logic Controllern lassen sich einfache Steuerungsfunktionen auf die I/O-Module auslagern, was die zentrale Steuerung und die Buskommunikation entlastet. Die Programmierumgebung ist eine einfache Web-Applikation. Dazu ist lediglich ein PC mit einem Webbrowser wie Chrome oder Firefox erforderlich. Einfache Anforderungen sind mit der Umgebung auf den Block-I/O-Modulen auch komplett autark realisierbar. Die Programmierung gestaltet sich einfach. Im Simple-Modus, der einem Kontaktplan-Editor entspricht, lassen sich 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 z.B. auch Ablaufdiagramme realisieren lassen.

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