E/A-System für die gesamte Automatisierung: Wago-I/O-System

Das Wago-I/O-System gehört ohne Frage zu den bekanntesten am Markt und hat viele Entwickler solcher Systeme beeinflusst. Als Feldbussysteme eingeführt wurden, um den Verkabelungsaufwand im Feld zu verringern, wollte Wago nicht nur die diskrete Verdrahtung über Reihenklemmen und Verbindungsklemmen reduzieren, vielmehr sollten auch innerhalb des Systems keine unnötigen Verbindungsstellen entstehen. Gleichzeitig bestand der Anspruch, dass der Anwender die Leitungen wie gewohnt mittels Federklemmanschluss durch Stecken anschließen können soll: Die Reihenklemmen mit Cage-Clamp-Anschluss standen quasi Pate. Herausgekommen ist das feldbusunabhängige Wago-I/O-System, das über anreihbare Busklemmen digitale und analoge Signale aufnimmt. Es entstand ein Konzept, das damals (1994) völlig neuartig war. Nur ein Jahr später läutete Wago die Ära der Busklemmen ein und präsentierte das Wago-I/O-System dem Markt. Unabhängig automatisieren Das Wago-I/O-System mit den Serien 750 und 753 sowie 758 bietet flexible I/O-Lösungen für die industrielle Automation. Als hoch modulares System unterstützt es über 16 Feldbus- und Netzwerkprotokolle. Die Ankopplung an die verschiedenen Feldbusse übernehmen Feldbuskoppler, programmierbare Feldbuscontroller (mit SPS-Funktionalität) oder Industrie-PCs. An die 400 verschiedene I/O-Busklemmen nehmen die unterschiedlichen Prozesssignale auf. Bei einer Modulbreite von 12mm ist das Wago-I/O-System flexibel und kompakt. Die Busklemmen der Serie 753 erlauben durch die steckbare Verdrahtungsebene eine Vorverdrahtung und vereinfachen den Klemmenaustausch. Flexibilität Die individuelle Konfigurierbarkeit macht das System flexibel und erlauben seine Verwendung in vielen unterschiedlichen Anwendungen. Die ständigen Weiterentwicklungen und Ergänzungen erklären den lang anhaltenden Erfolg des Systems. Dabei wird es immer wieder neuen Technologien und Standards folgend fortentwickelt. Zu den zuletzt vorgestellten Komponenten gehörte z.B. eine Busklemme, die das Hart-Protokoll unterstützt und ein Bacnet-Controller. Mit solider Basis in die Zukunft Das Wa­go-I/O-System ist mit seiner modularen und kompakten Bauweise eine logische Ergänzung zu traditionellen Reihenklemmen. Es bietet die freie Wahl beim eingesetzten Feldbussystem, egal ob ein Feldbuskoppler, ein programmierbarer Feldbuscontroller oder ein Industrie-PC gewählt wird. Feldseitig ist es mit 400 Funktionsmodulen individuell und flexibel ausbaubar. Diese breite Basis an Komponenten lässt verteilte Steuerungsnetzwerke entstehen, die Investitionssicherheit bieten und zukunftsfähig sind. Einfaches Handling Die große Auswahl an 1-, 2-, 4-, 8- und 16-kanaligen Funktionsmodule einschließlich der Profisafe-Sicherheitsklemmen macht das I/O-System zu einem feingranularen System, das maßgeschneiderte Lösungen erlaubt. Dadurch bekommen (und bezahlen) Anwender nur das, was sie wirklich brauchen. Durchdachte Details wie eine aufgedruckte Klemmstellenbezeichnung, farbige Mini-WSB-Schilder mit Kennzeichnung sowie herausziehbare Gruppenbezeichnungs­träger erleichtern die Zuordnung der Signale. Diagnose- und Status-LEDs unterstützen den Anwender bei der Inbetriebnahme und Anlagenüberwachung. An einen Koppler oder Controller können bis zu 62 Funktionsmodule angereiht werden. Werden mehr benötigt, kann das System über Bus­verlängerungen bis zu zehn Mal erweitert werden. Das Handling ist einfach, da die Busklemmen auf der DIN35-Schiene angereiht und dabei automatisch mit dem Systembus kontaktiert werden. Die Kontaktierung der Signalleitungen ist durch die schnell anschließbare, rüttelsichere und wartungsfreie Cage-Clamp-Anschlusstechnik realisiert. In rauen Umgebungen Umfangreiche Tests (EMV, Vibration, 100%-Funktionstest und Burn-In-Tests) und ausgewählte Materialien sind die Basis für die hohe Qualität der Wago-Produkte. Weltweite Zulassungen wie GL, LR, DNV, BV, RINA, KR, NK, BSH für die Schifffahrt und Zertifikate dokumentieren die Eignung in ungewöhnlichen Umgebungen, beispielsweise direkt am Verbrennungsmotor oder auf der Schiffsbrücke. Davon profitieren nicht nur der Schiffbau und die On/Offshore-Industrie, sondern alle Branchen, da die Grenzen des Systems nicht so schnell erreicht werden. Kasten 1: DER HERSTELER: \“Made in Minden: Wago\“ Wago ist Marktführer für schraubenlose elektrische Verbindungstechnik und Interface-Elektronik. Bereits im Jahr 1994 entwickelte das Unternehmen das erste feldbusunabhängige und feinmodulare Feldbussystem. Das kompakte Design sowie der hohe Qualitätsstandard haben das Wago-I/O-System zu einem der erfolgreichsten Feldbussysteme gemacht. Nationale und internationale Approbationen, wie Germanisch Lloyd, Atex, Iris oder IEC-Ex, bestätigen die Qualität und ermöglichen einen vielfältigen weltweiten Einsatz der Produkte. Mehr als 60 Auslandsgesellschaften und nationale Distributoren sorgen für eine weltweite Verfügbarkeit und Unterstützung vor Ort. Wago mit Firmenstammsitz in Minden, Nordrhein-Westfalen, beschäftigt derzeit insgesamt 4.600 Mitarbeiter in der Wago-Gruppe. Kasten 2: BRANCHENSPEZIFISCHE MODULE: Branchen im Fokus Die Industrieautomation wird ergänzt durch Busklemmen für die Antriebstechnik (Steppercontroller), mit Gateway-Funktionalität (ASI, RS232) und mit funktionaler Sicherheit (Safety). In der Prozessautomation sind Ex i-Eigensichere Busklemmen für den Einsatz von Sensoren und Aktoren in den Zonen 0 und 1 unerlässlich. Sonderklemmen nach Namur und dem Hart-Protokoll sowie ein Controller, der das Fernwirkprotokoll nach IEC60870-5-10x unterstützt, bieten zusätzliche Anwendungsmöglichkeiten. Im Gebäude unterstützen Koppler und Controller gewerkübergreifende Kommunikationsprotokolle, wie KNX IP, BACnet, Ethernet TCP/IP und LON. Gateways zu KNX/EIB-TP, Modbus RTU, DALI (Beleuchtungssteuerung) oder EnOcean (Funk) bieten hier maximale Flexibilität und Komfort. Im Schiffsbau und in der On-/Offshore-Industrie spielen internationale Zulassungen eine wichtige Rolle. Das Wago-I/O-System hat die Zulassungen nach GL, LR, DNV, BV, RINA, KR, NK, BSH, aber auch zusätzliche Zertifikate für besondere Umgebungsbedingungen, wie in der Nähe von Motoren oder auf der Schiffsbrücke. Kasten 3: STEUERFUNKTIONALITÄT: Intelligent dezentralisieren Programmierbare Feldbuscontroller und Industrie PCs (IPC) sind für dezentrale Topologien die erste Wahl, da sie zusätzliche Steuerungsfunktionalität (SPS) bieten. Die Feldbuscontroller und I/O-IPCs von Wago sind mit dem Softwarepaket Wago-I/O-Pro gemäß IEC61131-3 (CoDeSys Automation Alliance) programmier- und konfigurierbar. Ein integrierter Webserver macht eine Visualisierung über HTML-Seiten möglich. Der I/O-IPC ist ein robustes Automatisierungsgerät, basierend auf Linux 2.6 mit Echtzeiterweiterung. Er bietet als industrieharter Hutschienen-PC hohe Rechenleistung auf kleinstem Raum. Es lassen sich damit auch Anwendungen einfach realisieren, die größere Datenmengen benötigen und strengen zeitlichen Kriterien unterliegen. Kasten 4: EX I: Wenn es explosiv wird Das Wago-I/O-System 750 ist für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen der Zone 2/22 zugelassen. Darüber hinaus erreicht ein integriertes eigensicheres Ex-i-Segment die Sensoren und Aktoren der Zonen 1/21 und 0/20. Neben den zugelassenen Modulen für den ­Ex-i-Bereich, wie digitale Ausgangsklemmen 24V, analoge Eingangsklemmen 4 bis 20mA und RTD sowie analoge Ausgangsklemmen 0 bis 20mA, unterstützt das System auch digitale und analoge Eingangsmodule zum Namur- und Hart-Standard. Das System 750 besitzt eine Atex- und IEC-Ex-Zulassung und kann auch im Bergbau eingesetzt werden. Zudem erlauben diverse Schiffszulassungen den Einsatz in explosionsgefährdeten On- und Offshore-Bereichen. Kasten 5: GATEWAYS/SONDERMODULE: Mehr Flexibilität Die AS-Interface-Masterklemme integriert Aktor-Sensor-Module über das Wago-I/O-System in fast alle Automatisierungsnetzwerke. Die Analogeingangsklemme (4…20mA) unterstützt das Hart-Protokoll. Busklemmen mit serieller Schnittstelle, wie das RS232-C-Interface oder RS485/422-Interface, binden standardisierte Signale von anderen Systemen ins I/O-System ein. Verschiedene Sondermodule bieten einen Zusatznutzen im Bereich Antriebstechnik durch: Zählerklemmen, Frequenzmesser, Klemmen zur Weg- und Winkelmessung sowie Motion-Control-Module zur Positionierung von Schrittmotoren. Alternativ ist eine RS422 Puls-/Richtungsschnittstelle für externe Leistungsstufen (Masterachse) erhältlich. Neu im Programm sind Digitalein- und -ausgangsklemmen mit 16 Kanälen auf nur 12mm Klemmenbreite, die über einen Flachbandstecker angeschlossen werden. Kasten 6: WIRELESS: Drahtlos in Industrie und Gebäude Die Bluetooth-Busklemme 750-644 ermöglicht Applikationen, bei denen eine Kabelverbindung zu teuer, zu aufwendig oder nicht möglich ist. Sie ist besonders leistungsstark und überbrückt eine Reichweite von bis zu 1.000m. Die Bluetooth-Technologie ist aufgrund ihres international zugelassenen Frequenzbereiches, ihrer sehr robusten Übertragungstechnik (Frequenzsprungverfahren) und ihres Realtime-Verhaltens sehr gut für den industriellen Einsatz geeignet. Die ­EnOcean-Busklemme 750-642 ermöglicht den Empfang von Funktelegrammen, die von wartungsfreien, batterielosen Schaltern und Sensoren auf Basis der EnOcean-Funktechnologie gesendet werden. Diese Schalter oder Sensoren können frei positioniert werden, da sie keine Leitungen benötigen. Kasten 7: ENGINEERING: Engineering Das Inbetriebnahmetool Wago-I/O-Check unterstützt den Anwender beim Engineering. Hierbei handelt es sich um eine Windows-Anwendung zur Bedienung und Darstellung eines Wago-I/O-Knotens. Die Software liest die Konfiguration aus dem Knoten aus und zeigt sie am Bildschirm grafisch an. Mit diesem Tool lässt sich schon während der Inbetriebnahme die feldseitige Verdrahtung prüfen. Für eine eindeutige Zuordnung der Signalleitungen sorgt ein ausgeklügeltes Beschriftungssystem. Mithilfe der Wago-PROserve-Software und einem Thermotransferdrucker sind die Beschriftungsträger sehr einfach zu beschriften. Kasten 8: SONDERMODULE: Speedway Wagos I/O-System in der Schutzart IP67 heißt Speedway 767. Die Feldbusanbindung übernehmen Koppler oder nach IEC61131-3 programmierbare Koppler. Sie unterstützen gängige Feldbusse und sind bereits mit acht Digitaleingängen ausgestattet. Darüber hinaus haben sie eine Schnittstelle zum Anschluss weiterer I/O-Module. Diese ermöglichen einen Systemausbau von bis zu 520 Kanälen pro Station. Der Abstand zwischen den Modulen kann bis zu 50m betragen, die Ausdehnung einer Station bis zu 500m. Kasten 9: SAFETY: Über den Feldbus mit Sicherheit Ob Not-Aus, Schutzüberwachung oder Motorabschaltung, mit den sicheren I/Os für Profibus und Profinet können Sicherheitskreise in das vorhandene Feldbusnetzwerk eingebunden werden. Die Profisafe-Busklemmen lassen sich einfach neben Standard-Busklemmen anreihen und sparen so eine zusätzliche Projektierung. Sie genügen den Anforderungen bis Kategorie 4, SIL3, Performance Level e. Ein Plus ist die Parametrierbarkeit mittels Wago-I/O-Check: So lassen sich Diskrepanz- und Filterzeiten, Testpulslängen und vieles mehr für unterschiedliche Sensoren und Aktoren anpassen. Kasten 9: I/O-BUSKLEMMEN: Standard-Busklemmen: – DI (2-, 4-, 8-, 16-Kanal) – DO (1-, 2-, 4-, 8-, 16-Kanal) – AI (1-, 2-, 4-Kanal) – AO (2-, 4- Kanal) – Temperaturmessung (RTD, Thermoelement) Busklemmen für Antriebstechnik: – Zähler (Vor-/Rückwärts- und Torzeitzähler, Frequenzmesser) – Weg- und Winkelmessung (SSI-Geber-Interface, Inkremental Encoder Interface, Digitale Impuls-Schnittstelle) – Positionierung (Steppercontroller, DC-Drive Controller 24V / 5A) – Schwingstärke-/ Wälzlagerüberwachung Kommunikation und Gateway: – AS-Interface Master – Bluetooth – RS232 C – RS485/422, TTY – Klemmenbusverlängerung Gebäudetechnik: – DALI / DSI Master – EnOcean-Funkempfänger – MP-Masterklemme – KNX / EIB / TP1- Klemme – RTC-Modul (DCF 77-Funkmodul) – SIM-Interface-Baustein Systemklemmen: – Filterklemmen – Potentialvervielfältigungsklemmen – Distanzklemmen – Potentialeinspeisung Ex-i Eigensichere Busklemmen: – DI (1-, 2-Kanal, Nährungssensor, (Zonen 0 u. 1)) – DO (2-Kanal, DC 24 V, kurzschlussfest, (Zone 1)) – AI (2-Kanal, 4…20mA (Zone 1), Widerstandssensoren (Zonen 0 u. 1), 4…20mA, Hart) – AO (2-Kanal, 0…20mA) – 24VDC Power Supply Sicherheitsklemmen (PROFIsafe) – DI (4-, 8-)-Kanal, bis SIL3, PL e) – DIO (4+4-Kanal, bis SIL3, PL e)