Erschienen am: 08.04.2010, Ausgabe SPS-MAGAZIN HMIS 2010

AS-i Power 24V

Gerade in Anwendungen mit wenigen E/As dominiert noch immer die Parallelverdrahtung. Auch wenn AS-Interface für diese Anwendungen prinzipiell gut passt, war bisher die Notwendigkeit des AS-i-Systemnetzteils ein Hindernis, weil dadurch zusätzlich Kosten entstehen. Jetzt kann AS-Interface auch mit bereits vorhandenen 24VDC-Netzteilen betrieben werden. Dadurch erobert das System einen neuen Anwenderkreis.

Autor: Kai Binder, TeDo Verlag GmbH.


Zum System AS-Interface gehören spezielle Netzteile. Denn damit an jedem Punkt des AS-Interface-Netzwerkes eine Versorgung mit 24VDC sichergestellt werden kann, wurde das AS-I-Netzteil mit einer Nennspannung von 30V spezifiziert. Diese Auslegung erlaubt einen zulässigen Spannungsabfall von ca. 3V über das AS-I-Kabel und noch einmal ca. 3V im Slave, wo ja Daten- und Energiepfad wieder voneinander getrennt werden müssen. Bereits in kleinen Applikationen ab 20 E/As rechnet sich das zusätzlich benötigte Systemnetzteil. Unterhalb dieser Grenze bildet es jedoch eine Kostenhürde, weil in der Regel ohnehin bereits ein 24V-Netzteil in der Anwendung verbaut ist, das auch für die Busgeräte verwendet werden könnte. AS-International hat eine Lösung entwickelt, um nahezu jede beliebige 24V-Stromversorgung auch für AS-Interface nutzen zu können. Zur Hannover-Messe zeigen einige Hersteller bereits Produkte, die mit einer herkömmlichen 24V-Stromversorgung betrieben werden können.

Zielgruppe


Gerade in Kleinstanwendungen ist der Kostenfaktor entscheidend. Ein AS-Interface-Netzteil ist deutlich unter 200 Euro zu haben, jedoch erhöhen sich die Kosten pro Knoten gerade in Kleinstanwendungen enorm. Deshalb verdrahten Anwender hier immer noch klassisch parallel und nutzen somit die Vorteile moderner Kommunikationslösungen nicht. Dies gilt vor allem bei Diagnose und Wartung. Mit der Möglichkeit, ein ohnehin vorhandenes 24V-Netzteil auch für AS-Interface nutzen zu können, erobert sich das Kommunikationssystem genau diese Anwender.

Lösung


Zur Kommunikation über die Gleichspannung im Netzwerk verwendet AS-Interface eine Datenentkopplung. Diese ist eine spezielle Baugruppe, mit der die AS-Interface-Kommunikationssignale erzeugt werden. Dabei unterstützt sie die Störfestigkeit des AS-Interface-Netzwerkes. Das Netzwerk selbst wird nicht geerdet. Dies ist wichtig für die Signalqualität und Störsicherheit sowie in der Maschinenrichtlinie vorgeschrieben. Der Erdschlusswächter verhindert ein ungewolltes Anlaufen von potenziell gefahrbringenden Bewegungen.

Die neue Technik


Die AS-Interface­Kommunikationstechnologie kann auch mit 24V betrieben werden. Voraussetzung dafür ist die Anpassung bzw. Einschränkung einiger AS-Interface-Netzwerkkomponenten. Die optimierte Datenentkopplung ist für den Betrieb im 24V-Netz ausgelegt - wichtig ist ein möglichst geringer Spannungsfall, um möglichst viel Energie im AS-Interface-Netzwerk zu haben. Dabei muss die mögliche Erdung im 'Versorgungsstromkreis' berücksichtigt werden. Die 24V-Stromversorgung muss gewisse Mindestanforderungen hinsichtlich Regelung und Restwelligkeit erfüllen. Im praktischen Betrieb ist eine Veränderung an den AS-Interface-Mastern notwendig, denn zum sicheren Betrieb der Anlage wird bei einer Unterschreitung eines gewissen Spannungspegels das System gezielt abgeschaltet. Damit wird ein undefinierter Status von angeschlossenen Slaves ohne Watchdog ausgeschlossen. Dieser Wert des 'AS-Interface Powerfail (APF)' muss für einen regulären Betrieb mit 24V herabgesetzt werden. Auch ein entsprechender Erdschlusswächter wird benötigt. Bei bestehenden Netzen ist er meist im AS-Interface-Netzteil oder dem Master integriert. Für ein Netzwerk mit reduzierter Spannung gelten einige Einschränkungen. So ist eine Netzwerkausdehnung nur bis 50m möglich. Den Ausgängen an den AS-Interface-Slaves steht nur eine geringere Spannung zur Verfügung; damit ist die entnehmbare Leistung eingeschränkt. (kbn)

(Kasten) Power-Entkopplung für 24V Das AS-i Modul für Power-Entkopplung von Bihl+Wiedemann erlaubt es, bis zu 1,2A Strom (ca. 24V) aus AS-i zu entnehmen. Diese Hilfsenergie kann zur Versorgung von Ventilen oder anderen Verbrauchern verwendet werden. Der Anwender kann so darauf verzichten, zusätzliche 24V Hilfsenergie an schlecht zugängliche Orte zu führen. In Kombination mit einem Repeater, z.B. dem Advanced Repeater mit Busabschluss, lässt sich darüber hinaus das AS-i-Netzteil für das Segment nach dem Repeater (Segment B) einsparen. Das AS-i Modul für Power-Entkopplung koppelt nämlich 1,2A aus dem Segment B aus und versorgt damit Segment A. Das Modul belegt keine eigene Slaveadresse und ist kurzschlussfest. (Kasten Ende)

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