„Aufgrund der hohen Gipsqualität, die von uns erwartet wird, verarbeiten wir ausschließlich Naturgips“, erklärt Olaf Roth, Teamleiter Programmierung bei Saint-Gobain Formula im niedersächsischen Walkenried. Das Unternehmen hat sich auf die Erzeugung und Lieferung von Gips spezialisiert. Er wird in unterschiedlichen Bereichen und Branchen verwendet, z.B. als medizinischer Gips, als Baugips, für Keramik, Kunst, Dekoration, Nahrung, Umwelt und sogar für technische Sonderanwendungen. Für Alpha- und Beta-Gips gibt es am Standort unterschiedliche Produktionsanlagen, die sukzessive modernisiert werden – so auch die MPS-Mühle für Beta-Gipse aus dem Jahr 1989 zum Feinmalen des vorzerkleinerten Gipsgesteins. Neben der hohen Produktionsleistung ist vor allem die Verfügbarkeit ein wesentlicher Aspekt, weshalb das Unternehmen Modernisierungsmaßnahmen auch präventiv durchführt. „Mit dieser Zielsetzung haben wir uns für die Erneuerung der Elektroausrüstung an der Mühle entschieden“, berichtet Roth. Dabei waren folgende Aspekte von Bedeutung: Systemdurchgängigkeit, Zukunftssicherheit, einfache Handhabung und Wirtschaftlichkeit. Aus der Sicht des Unternehmens spiegelt Totally Integrated Automation (TIA), wie es Siemens schon seit vielen Jahren betreibt, den geeigneten Weg dafür wider. Aus diesem Grund entschied es sich vom Bedienen und Beobachten über die Steuerung bis zur industriellen Schalttechnik für die aufeinander abgestimmten Lösungen des Herstellers.
Kompaktabzweige mit IO-Link-Kommunikation
So sorgen in der Gipsanlage mehr als ein Dutzend Kompaktabzweige des Typs Sirius 3RA6 für den Betrieb von Motoren mittlerer Baugröße bis 32A. Die Entscheidung für die Abzweige hatte unterschiedliche Gründe. Zum einen sind sie kompakt, weil sie Leistungsschalter, Schütz und elektronischem Überlastrelais in einem Gerät vereinen. Zum anderen besitzen sie Weiteinstellbereiche für Ströme von 0,1 bis 32A, sodass jeweils fünf Gerätetypen für Direkt- und Wendestarter genügen. Aus Sicht der Konstruktion, der Lagerhaltung sowie der Instandhaltung bilden die Kompaktabzweige eine gute Lösung, so die Erfahrung des Teamleiters. Um die Möglichkeiten der Geräte auch auf Leitebene zu nutzen, entschied er sich für eine Kommunikationslösung mit IO-Link. Denn das System, das speziell für die schnelle und intelligente Kommunikation von Sensoren und Schaltgeräten entwickelt wurde, ermöglicht eine lückenlose Kommunikation. Einfache Verdrahtung, schnelle und umfassende Fehlerdiagnose sowie effizientes Engineering sind weitere Argumente, die für den Einsatz sprechen.
Diagnoseinformationen von der Feld-
bis in die Leitebene
Ein IO-Link-Master steuert mit vier Kanälen jeweils vier Kompaktabzweige an – also insgesamt 16 Starter. Dem entsprechend wird der erste einer Vierergruppe von Kompaktabzweigen 3RA64 oder 3RA65 verdrahtet, die restlichen werden dann über eine frontseitige Durchkontaktierung miteinander verbunden. „Das geht schnell und macht den Schaltschrank übersichtlich“, kommentiert Roth. Ein maßgebliches Kriterium sind dabei die steuerungstechnischen Vorteile dieses Kommunikationssystems. Statt wie bisher über viele Drehschalter am Schaltschrank lassen sich nun die einzelnen Anlagenteile zentral schalten. Der IO-Link-Master erhält zudem wichtige Diagnoseinformationen aus den Startern, wie z.B. den Schaltzustand, die Kurzschluss- bzw. Überlastauslösung sowie ein bevorstehendes Lebensdauerende der Hauptkontakte. Roth kommentiert: „Die Diagnoseinformationen, die zudem umfangreicher sind als bei einer rein binären Ansteuerung, nicht nur im Schaltschrank bei Routinekontrollen zu sehen, sondern ohne Verzögerung am Bedien-Panel der Anlage mitgeteilt zu bekommen, ist für uns ein Vorteil.“ Selbst eine Ferndiagnose bis in die Sensor/Aktor-Ebene wird so möglich.
Dezentrale Peripherie mit IO-Link-Master
In der Anlage befinden sich drei IO-Link-Master als Zusatzbaugruppen der dezentralen Peripherie, die Simatic-ET-200SP-Stationen. Drei Master schließen sich direkt an die Kopfbaugruppe IM155-6PN HF der dezentralen Peripherie an. Sie übernimmt über Profinet die Kommunikation mit der Anlagensteuerung, einer Simatic S7-1500F von Siemens. Des Weiteren ermöglichen die in den ET-200SP-Stationen eingebauten Energy-Meter-Module das Erfassen von elektrischen Kenngrößen (Strom und Spannung) in der Anlage. Bei Parametrierung und Diagnose haben Betriebselektriker die Möglichkeit, die Schaltgeräte mithilfe der S7-PCT-Software (Port Configuration Tool) direkt über die IO-Link-Ebene zu bedienen, ohne in die Steuerungsumgebung einzugreifen. Die Software zur Parametrierung von IO-Link-Master-Modulen und IO-Link-Devices ist in Step7 ab V5.4 SP5 integriert und steht auch als separat installierbare Stand-alone-Version zur Verfügung. Auf diese Weise schließen sich Betriebselektriker mit dem Handgerät über Profinet bzw. Industrial Ethernet an das Netzwerk an, um entsprechende Servicearbeiten durchzuführen. Zertifizierte Geräte von Drittanbietern lassen sich darüber hinaus mittels ihrer Gerätebeschreibungsdatei IODD einfach und schnell in das Engineering integrieren.
