Überdimensionierung war gestern

Jedes Automatisierungsprojekt sollte mit der passenden Lösung realisiert werden, die kostengünstig, intuitiv zu handhaben sowie überschau-, erweiter- und gut wartbar sein muss. Handelt es sich um kleine Anwendungen, erweisen sich klassische Steuerungen jedoch oftmals als überdimensioniert. Moderne, platzsparende und erschwingliche Logikmodule stellen hier zahlreiche Funktionalitäten zur Verfügung, sind einfach zu programmieren und können deshalb der bestmögliche Ansatz sein. Dabei fungieren die Logikmodule als Bindeglied zwischen dem klassischen Relais und der Steuerung. Pumpen und Ventile steuern, Beleuchtungen ein- und ausschalten, Füllstände und Temperaturen messen oder den Ablauf eines Förderbands vorgeben: Die Arbeitsfelder kleiner Logiksteuerungen – wie dem PLC logic-System von Phoenix Contact – sind vielfältig.

Um den Aufwand und die Kosten gering zu halten, wäre es am besten, wenn das Logikmodul genau die von der Applikation geforderte Anzahl an I/O-Signalen unterstützt. Viele Kleinsteuerungen umfassen allerdings eine feste Anzahl an Ein- und Ausgängen. In der Regel sind das acht Eingänge und vier Relaisausgänge. Werden mehr Kanäle benötigt oder bedingt die Anwendung die Erfassung analoger Signale, ist die Basissteuerung durch entsprechende Erweiterungsmodule zu ergänzen.

Platzsparende Umsetzung der individuellen Anforderungen

Mit der Logiksteuerung PLC logic lässt sich jeder Kanal so konfigurieren, wie ihn die jeweilige Applikation verlangt. Dazu nutzt das System ein Logikmodul, das auf Relais- oder Analogmodule gesteckt wird. Auf diese Weise verschmelzen Steuerungs- und Interface-Ebene mit steckbaren I/O-Komponenten zu einer Einheit. Jeder Steckplatz lässt sich digital, analog sowie als Ein- oder Ausgang ausprägen. Das bedeutet eine hohe Flexibilität: Die Steuerung zeigt sich als anpassungsfähig hinsichtlich der Anzahl der genutzten I/O-Signale und stellt sich somit individuell auf die jeweilige Anwendung ein.

Für digitale Signale sind die Relais der Produktfamilie PLC-Interface erhältlich. Eine einfache Brückung der verschiedenen Anschlusstechniken sowie der schnelle Wechsel der Relais im Verschleißfall bieten dem Anwender ein komfortables Handling der Logiksteuerung. In Ergänzung zu den elektromechanischen Koppelrelais mit Leistungs- und Schwachstromkontakten erfordern zahlreiche Applikationen verschleißfreie elektronische Solid-State-Relais mit AC- und DC-Ausgängen. Je nach Schaltanforderung werden mit dem PLC-logic-System steckbare elektromechanische und Solid-State-Relais zum Schalten und Steuern der I/O-Signale flexibel kombiniert.

Das Portfolio beinhaltet elektromechanische Relais mit Schaltleistungen von 6A/250V ebenso wie überlastfeste Solid-State-Relais mit einem hohen 10A-Schaltstrom. Werden die Eingänge über die Relaiskanäle konfiguriert, lassen sich unterschiedliche Spannungen aus der Feldebene verarbeiten. Für eine solche Aufgabe stehen Relaisklemmen mit verschiedenen Spulenspannungen zur Verfügung. Alle Eingänge, die so integriert wurden, weisen sowohl untereinander als auch zur Logikeinheit eine Potenzialtrennung auf. Das macht das Logikrelaissystem unempfindlich gegenüber Störeinkopplungen aus der Feldebene.

Erfassung und Ausgabe von analogen Normsignalen

Darüber hinaus trägt das PLC-logic-System der Anwenderforderung Rechnung, ebenfalls analoge Signale zu erfassen und mit der Logiksteuerung zu verarbeiten. Zu diesem Zweck werden Analogmodule angeboten, die konturgleich zu den Relais der Produktfamilie PLC-Interface sind. Die Analogmodule ermöglichen die Aufnahme und Ausgabe von analogen Normsignalen – also Strom und Spannung – sowie die Erfassung der Signale von Widerstandsthermometern (PT100/PT1000).

Als typischer Einsatzbereich sei die Aufnahme von Füllstand, Druck oder Temperatur genannt. Über die analogen Ausgänge lassen sich Digitalanzeigen zur Darstellung der Messwerte ansprechen. Anwendung finden die Analogmodule ferner zur Ansteuerung von Frequenzumrichtern über deren analogen Eingang sowie von Proportionalventilen, um einen stetigen Übergang der Ventilöffnung zu realisieren.

Webserver für den schnellen Gerätezugriff

Die Programmiersoftware Logic+ erlaubt eine schnelle Programmerstellung, die jeder Elektrofachmann ohne entsprechende Schulung selbst durchführen kann. Hierzu benötigt er lediglich allgemeine Schaltungs- und Digitaltechnik-Kenntnisse. Die Anzeige von PLC logic als Hardwareansicht trägt zu einer intuitiven Bedienung bei. Außerdem kann der Anwender das gesamte Programm offline am PC simulieren und testen. Anschließend wird es auf das Logikmodul überspielt und online im laufenden Betrieb geprüft. Sonderfunktionen wie Zähler, Zeitbausteine, mathematische Funktionen und Bausteine zur Verarbeitung von Analogwerten ergänzen die aus der Digitaltechnik bekannten Grundfunktionen wie AND, OR oder NOT.

Unterstützt wird das Handling der Logikmodule durch den eingebauten Webserver. Der Webserver dient zum schnellen Zugriff auf das Gerät, ohne die Programmiersoftware zu nutzen. Geräteinformationen wie Artikel- und Seriennummer, Firmware-Version und aktuelle Werte der Ein-/Ausgänge werden dargestellt. Nach dem passwortgeschützten Einloggen stehen weitere Werkzeuge zu Verfügung, die die Einstellung der auf den Geräten integrierten Echtzeituhr inklusive automatischer Sommer-/Winterzeitumstellung sowie Firmware-Updates ermöglichen und die Zugriffskontrolle verwalten.

Ergänzung um eine übersichtliche Visualisierung

Neben der einfachen Programmierung erweist sich das Thema Monitoring als wesentliches Element für ein Steuerungssystem. Die HMI-Geräte der Baureihe BTP 2000 bieten hier die passende Visualisierung mit Zugriff auf alle Prozessdaten des Logikmoduls. Mit der kostenlos verfügbaren Visualisierungssoftware Visu+ Express lässt sich die Bedienoberfläche gestalten. Abgesehen von der Anzeige von Status und Werten der digitalen und analogen Ein- und Ausgänge kann über die Touch-Panels bidirektional auf Programmvariablen wie Merker, numerische Werte und Zeitwerte zugegriffen werden.

Mit einer Palette von 65.000 Farben ist die Visualisierung von einfachen alphanumerischen bis zu grafikintensiven Darstellungen mit Objektanimationen umsetzbar. Die Touch-Panels BTP 2000 stehen in den drei Displaygrößen 4,3, 7 und 10,2″ bereit. Die Anbindung an die Geräte der Produktfamilie PLC logic erfolgt über die RS232-Schnittstelle, wobei die Touch-Panels als Modbus-RTU-Master fungieren.

Die Kompaktsteuerung im praktischen EInsatz

Ein praktisches Beispiel soll die Funktionsweise veranschaulichen: Zur Überbrückung von Höhenunterschieden im Abwassernetz werden dezentrale Pumpstationen eingesetzt. Um einzelne Pumpen möglichst sicher und wirtschaftlich zu betreiben, bedarf es nicht nur eines dauerhaften und energieeffizienten Betriebs. Insbesondere bei entlegenen Gewerken zeigt sich darüber hinaus eine lückenlose Überwachung als vorteilhaft. Mit PLC logic und einer lokalen Visualisierung lassen sich kleine Pumpwerke mit bis zu zwei Pumpen und einer Niveaumessung kostengünstig realisieren. Zur Überwachung wird ein optionales 4G-Mobilfunkmodem verwendet.

Verdrahtung über werkzeuglose Push-in-Technik

Mit Logiksteuerungen wie der PLC logic können kleine Automatisierungsaufgaben elegant umgesetzt werden. Dabei unterstützt das System den Anwender mit der passgenauen und flexiblen Anordnung von digitalen und analogen I/O-Signalen. Relais- und Analogmodule bieten zusätzlich Steckbrücken und werkzeuglose Push-in-Anschlüsse für eine schnelle Verdrahtung. Das spart Platz und Kosten bei der Realisierung des jeweiligen Projekts. Bei der Konzeption des Systems stand die einfache und intuitive Nutzung durch den Anwender im Vordergrund.