Intelligente Module für die Verfahrenstechnik

Bei der Steuerung und Überwachung von Prozessen sind zuverlässige Lösungen gefragt. Ein neues modulares E/A-System ist jetzt für alle gängigen Feldbus-Standards erhältlich. Damit lässt es sich in nahezu jede beliebige Prozesslandschaft integrieren.

Damit auch komplexe und umfangreiche Abläufe in einem Prozess beobachtet und gesteuert werden können, besteht das Himod-System von Hesch im Wesentlichen aus dem jeweils passenden Feldbuskoppler, digitalen und analogen E/As sowie Sensor- und Aktor-Interfaces. Pro Modulkanal wird eine hohe Bandbreite an konfigurierbaren Funktionen zur Verfügung gestellt. Das steigert die Flexibilität, reduziert die Modulanzahl und vereinfacht die Logistik. Zudem lassen sich auch die Kosten der Lagerhaltung erheblich reduzieren. Durch die HotSwap-Eigenschaft der Module ist eine Erweiterung des Systems auch im laufenden Betrieb möglich. Jedes Modul erhält durch die interne automatische Selbstkonfiguration vom Feldkoppler eine eigene Adresse zugewiesen. Beim Austausch eines Moduls erhält das Neue automatisch die Adresse sowie über die übergeordnete Steuerung die Konfigurationsdaten des Ersetzten zugewiesen. Eine Vorparametrierung ist nicht nötig. Die Adresse des Feldkopplers selbst kann anwenderspezifisch mit zwei Drehschaltern eingestellt werden.

Die Prozesssteuerung entlasten

Das System kann im laufenden Betrieb konfiguriert werden, wenn z.B. Grenzwerte den tatsächlichen Betriebserfordernissen angepasst werden müssen. Das kann mit der Software Smart-Control entweder über den Feldbus von einer übergeordneten Kontrolleinheit aus oder aber mit einem Laptop direkt über das jeweilige Busmodul erfolgen. Das hierzu benötigte Interface ist in der Frontblende des Koppelmoduls untergebracht. Mit eigener Intelligenz und Software ausgestattet, sind die Module in der Lage, eingehende Signale intern so aufzubereiten, dass sie von einer nachgeschalteten Verarbeitungseinheit nicht mehr umgewandelt werden müssen. So werden Steuerung und Regelung entlastet, die Rechenleistung steht somit anderen Anwendungen zur Verfügung. Viele Abläufe in der Prozesstechnik lassen sich dadurch beschleunigen und wirtschaftlicher gestalten. Die Stromversorgung der Module innerhalb eines Systems erfolgt über die in die Norm-Hutschiene integrierte High Performance Railline (HPR), die aus steckbaren Sockeln für die Module besteht und daher beliebig erweitert werden kann. Neben der Stromversorgung erfolgt auch die Kommunikation im System über die HPR-Stecker. Um bei einem eventuell nötigen Austausch eines Moduls die angeschlossenen Leitungen nicht abklemmen zu müssen, lassen sich die Schraub- oder Federzugklemmen einfach vom Modul abziehen. Dies erhöht die Wartungs- und Servicefreundlichkeit und gleichzeitig die Verfügbarkeit gerade bei kritischen Prozessabläufen. Alle Module des Himod-Systems enthalten bereits umfangreiche Funktionen, die sich an spezifische Kundenanwendungen anpassen lassen. Unter anderem verfügen die Module über eine galvanische Trennung, die Überwachung von Kurzschlüssen zur Vermeidung von Beschädigungen sowie Funktionen zum Erkennen von Leiter- oder Fühlerbrüchen. Separate Komponenten hierfür sind nicht nötig. Um im Fehlerfall eine sichere Prozesssteuerung zu gewährleisten, arbeiten die Module mit Fehlerwerten weiter, sind also fail-safe. Diese Werte lassen sich frei festlegen, wodurch nicht nur der Prozess im Notbetrieb weiterlaufen kann; auch gefährliche Situationen können vermieden werden. Die Module werden ohne zusätzliche Kühlung im Schaltschrank verbaut, da eingelassene Belüftungsschlitze für einen steten Luftstrom sorgen. Die Komponenten sind für den Betrieb in einer Umgebungstemperatur von -10 bis +55°C ausgelegt.

Das richtige Modul wählen

Die Himod-Module unterscheiden sich je nach Aufgabe und Funktion innerhalb der Prozesssteuerung. Der Aufbau jedes Systems folgt einer festgelegten Architektur. Das Grundmodul ist der Koppler für den jeweils eingesetzten kabelgebundenen oder drahtlosen Feldbus. Neben der Ankopplung an den Bus sowie der Überwachung und Weiterleitung von Fehlermeldungen übernehmen diese Module auch die Spannungsversorgung für bis zu 16 Module im System. Sollen darüber hinaus weitere Module eingesetzt werden, wird ein zusätzliches Modul für die Spannungsversorgung benötigt, welches auch bis zu 16 Einheiten mit Spannung versorgt. Die Module können völlig frei angeordnet werden. Die Koppelmodule können über den jeweiligen Feldbus beziehungsweise über den so genannten SmartPort konfiguriert werden. Diese Schnittstelle in der Gehäusefront ermöglicht den direkten Zugriff auf das Modul. Über einen ebenfalls in die Frontplatte integrierten Konfigurations-Taster kann die Konfiguration auch automatisch erfolgen. Die Koppelmodule sammeln die von den Modulen eingehenden Daten wie Prozesswerte und leiten diese an die übergeordnete Steuerung weiter. Ebenso senden sie die von der Steuerung über den Feldbus kommenden Befehle und Signale an das jeweilige Ausgangsmodul weiter. Über das Koppelmodul kann von der Steuerung auch jedes Modul einzeln adressiert werden.

Potentiometrische Signale erfassen

Das analoge Eingangsmodul HE 5831 stellt zwei Eingänge für potentiometrische Geber zur Verfügung. Sie werden direkt mit einer kurzschlussfesten Spannung versorgt. Das Modul eignet sich zum Erfassen der Signale von potentiometrischen Weg-, Winkel- und Positionssensoren. Die Spannungsversorgung erhält es über den HPR-Bus-Verbinder vom Koppler oder von einem Power-Modul. Jeder Eingang hat frei einstellbare Min- und Max-Werte, bei deren Über- bzw. Unterschreitung eine Alarmmeldung an die prozessführende Steuerung gemeldet wird. Das Modul kommuniziert mit dem Feldbuskoppler über eine asynchrone serielle RS485-Verbindung (HPR-Bus). Jeder Eingang ist mit einem einstellbaren Filter 1. Ordnung versehen, um den Messwert zu beruhigen. Neue Mitglieder der Himod-Familie sind die analogen Eingangsmodule HE 5832 und HE 5846. Die Eingänge der Module sind, auch untereinander, galvanisch getrennt und erfüllen die Anforderungen der sicheren Trennung für Arbeitsspannungen bis 300V nach EN61010-1. Daher kann auf zusätzliche Trennverstärker verzichtet werden. Das HE 5832 erfasst zwei analoge Normsignale von der Prozessebene und übermittelt diese an den Feldbus. Die Wandlerauflösung beträgt dabei 16 Bit, der Signalzustand der Eingänge wird durch Leuchtdioden angezeigt. Das Temperatur-Eingangsmodul HE 5846 erfasst zwei analoge Signale von Widerstandsthermometern und übermittelt diese dem übergeordneten Bussystem. Das Modul ist für den Anschluss in Vierleitertechnik an Messwiderstände aus Platin (PT100) sowie Nickel (Ni100) entwickelt worden und wandelt die Analogsignale mit einer Auflösung von 16 Bit um. Auch beim HE 5846 wird der Zustand der Eingänge durch LEDs signalisiert.

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HESCH Industrie-Elektronik GmbH
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