Bei der automatisierungstechnischen Ausrüstung der Glassortierung in einer Recyclinganlage, die in Schottland steht, hatten sich die Spezialisten der miprotek GmbH im Sommer 2012 erstmals für den Einsatz von IO-Link entschieden. IO-Link ist ein Kommunikationsinterface, um intelligente Sensoren und Aktoren genormt unter IEC 61131-9 an ein Automatisierungssystem anzubinden. \“Es war notwendig und gefordert, dass der Schaltschrank aus Transportgründen teilbar sein muss – deshalb hat sich die IO-Link-Kommunikation aufgrund der einfachen Verdrahtungstechnik geradezu angeboten\“, begründet Dipl.-Ing. Hans Gerhard Schuran, Bereichsleiter Automatisierungstechnik bei der miprotek GmbH. \“Dieser Entschluss hat sich sehr schnell durch eine Reihe von Vorteilen als richtig erwiesen\“, so der Abteilungsleiter weiter. Denn allein bei der Steuerstromkreis-Verdrahtung rechnet er mit einer Einsparung von zirka 30%. \“Auch der Aufwand für die Prüfroutinen hat sich mit IO-Link um die Hälfte reduziert\“, berichtet Dipl.-Ing. Dominik Zimmermann aus der Software- und Projektentwicklung des Elektrotechnikausrüsters.
Abzweige schnell und sicher konfektionieren
Im Auftrag des Anlagenbauers Mogensen GmbH & Co. KG aus Wedel bei Hamburg hat der Elektrotechnikausrüster miprotek die komplette Automatisierung für eine etwa 50 x 20m große Glasssortieranlage in Schottland übernommen. Das Unternehmen mit dreißigjähriger Firmengeschichte (Jubiläum im Jahr 2013) in Buxtehude bei Hamburg hat sich u.a. auf die elektrotechnische Ausrüstung von Industrieanlagen spezialisiert. Es übernimmt dabei nicht nur die Energieversorgung, sondern auch die komplette Automatisierung – von der Planung über die Programmierung bis hin zur Inbetriebnahme und zu Servicedienstleistungen, und zwar weltweit. Weit über hundert Elektromotoren sorgen in der Glasssortieranlage für den Glastransport durch Rüttler, Siebe, Abscheider, Trommeln, Trockner und vieles mehr. Dabei sind die meisten als Direktstarter mit Leistungen bis zu 6kW ausgeführt. So gibt es in den Schaltschränken rund einhundert Abzweige mit gleichem Aufbau: Schütze Sirius 3RT2 und Motorschutzschalter 3RV2 von Siemens. Schuran begründet: \“Mit den Produkten haben wir gute Erfahrungen gemacht.\“ Für den Praktiker sind einige Aspekte ganz besonders entscheidend: Der hohe Verbreitungsgrad und die weltweite Verfügbarkeit. Aber auch die Systemdurchgängigkeit von Totally Integrated Automation (TIA) ist für ihn ein wichtiger Punkt beim Bau von Automatisierungslösungen in den unterschiedlichsten Branchen. Er betont: \“Man spürt in vielen Details, dass Siemens sehr viel Wert auf Entwicklung, Produktqualität und Systemgedanken legt.\“ Ein solches Detail ist zum Beispiel die Verbindung von Motorschutzschalter und Schütz zu einem kompletten Abzweig. Diese wird nicht mehr von Hand einzeln verdrahtet, sondern mithilfe eines fertigen Verbindungsbausteins in einem Arbeitsgang gesteckt. Ein Sammelschienensystem nimmt dann die Abzweige – ebenfalls per Steckverbindung – auf. Die so erreichten Vorteile beschreibt Stefan Henning, Elektrokonstrukteur und Projektabwicklung bei miprotek, folgendermaßen: \“Dadurch ergibt sich eine kompakte Lösung, bei der sich enorm Zeit sparen lässt. Außerdem wird damit das Risiko von Verdrahtungsfehlern eliminiert.\“
IO-Link unterstützt den Wunsch nach Modularität
Platz sparen war ein wichtiger Aspekt bei der Konzeption der Elektrotechnik für die Sortieranlage in Schottland. Rund zehn Meter Schaltschrank sind für die Energie- und Automatisierungstechnik der Trockner, der Beleuchtung, des Netzwerks und der gesamten Fördertechnik gebaut worden. \“Wichtig war deshalb auch, dass sich die einzelnen Schranksegmente ohne großen Aufwand für den Transport teilen ließen\“, berichtet Schuran. Mit IO-Link war das kein Problem. Ganz im Gegenteil: \“Die Anschlüsse der einzelnen Abzweige am IO-Link-Master kann man abstecken und dadurch ohne weiteres die einzelnen Felder steuerstromkreistechnisch trennen\“, erläutert Henning. Bei konventioneller Verdrahtung der Signaltechnik hätten für den Transport Hunderte von Leitungen gelöst und in Schottland wieder montiert werden müssen, oder aber zusätzliche Steckklemmen wären notwendig gewesen. \“Hätten sich in der Anlage noch Wende- und Stern-Dreieck-Starter befunden, wäre die Arbeitserleichterung durch IO-Link noch weitaus höher gewesen\“, betont Schuran.
IO-Link spart Verdrahtungsaufwand
Grundsätzlich lassen sich bis zu vier Abzweige auf einen Kanal des IO-Link-Masters führen. Dazu sind lediglich drei Drähte am ersten Abzweig notwendig. Das Durchschleifen der Signale vom ersten bis zum vierten Antrieb erfolgt über vorkonfektionierte Flachkabel. Der entsprechende Master von Siemens besitzt vier Kanäle und befindet sich in der dezentralen Peripherie Simatic ET200S. Dadurch können bis zu 16 Direktantriebe von einem Master angesteuert werden. In der Glassortieranlage befinden sich optimal verteilt zehn solcher Master in den zwölf dezentralen Peripheriestationen. Diese sind über Profinet mit der Anlagensteuerung Simatic S7-317 PN/DP verbunden. Auf diese Weise ist eine durchgängige Signalkette von der Steuerung bis auf die Feldebene gegeben, was nicht nur Programmierung und Betrieb, sondern auch die Anlagendiagnose und damit den Service vereinfacht. Dominik Zimmermann bestätigt: \“Aufgrund der Systemdurchgängigkeit lässt sich alles vom Schreibtisch aus konfigurieren.\“ Die Anlagenprogrammierung erfolgt in Step7. Die Integration der IO-Link-Module geschieht dabei sehr einfach über die Hardwarekonfiguration im Programm. Zimmermann erklärt: \“Mit dieser Software ist die Adresszuweisung für das Steuerungsprogramm der Master beziehungsweise der Abzweige einfach und übersichtlich durchzuführen.\“
