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09. September 2011

IO-Module mit Zusatznutzen

Beitrag aus openautomation 4/2011


Eine einfache und übersichtliche Bedienung von Automatisierungskomponenten steht bei Maschinen- und Anlagenbauern hoch im Kurs. Diesem Anspruch entspricht Balluff bis hin zu seinen IO-Modulen in Schutzart IP67. So werden auch Varianten mit inte­griertem Display angeboten. Sie bieten zusätzliche Funktionen, wie Lock-Bit, Search&Rescue und die Geräteidentifikation.

Balluff hat vor rund vier Jahren IO-Module in Schutzart IP67 in sein Sortiment aufgenommen. Dies geschah vor dem Hintergrund, die Produktpalette in Richtung Networking und Connectivity auszuweiten. „Der Maschinenbau verlangt nach Systemlösungen. Um auch zukünftig ganz vorn mitspielen zu können, hieß das für uns, unsere mehr als 50 Jahre Sensorerfahrung in Richtung vertikaler Inte­gration auszubauen. Das bedeutet nicht, dass wir Produkte, wie Steuerungen oder HMI, anbieten wollen. Statt dessen ist es unser Ziel, Produkte für die Anbindung unserer Sensoren im Programm zu haben, um so synergetische Effekte zu erzielen“, so Albert Feinäugle, Leiter Bereich Marketing Services bei Balluff. Er untermauert: „Unser erklärtes Ziel ist es, Balluff als Systemlieferant in den nächsten Jahren weiter zu etablieren.“


Vier Generationen IO-Module
Im Bereich Networking sehen sich die Neuhausener Spezialisten als innovativen Newcomer. „In dieser Rolle bieten wir unseren Kunden beispielsweise bei unseren IO-Modulen viele kleine Verbesserungen im Vergleich zu etablierten Produkten, die aber großen Mehrwert haben“, erklärt Jürgen Gutekunst, Leiter der Geschäftseinheit „Networking“. Als Beispiele nennt er zwei statt der gängigen vier Befestigungsbohrungen sowie optimierte Spezialausführungen, wie die Ethernet/IP-XXL-Module mit 32 Ein-/Ausgängen. „Unsere XXL-Varianten zeichnen sich dadurch aus, dass sie weniger Platz als zwei Boxen mit je 16 Ein-/Ausgängen benötigen und zudem eine Reduzierung der Verkabelung sowie der notwendigen Anzahl Feldbusknoten mit sich bringen“, verdeutlicht J. Gutekunst. Weitere charakteristische Kennzeichen der IO-Module sind deren Vollmantel-Zinkdruckgehäuse, das flache Profil mit gerundeten Kanten sowie die übersichtlichen großflächigen Anzeigen.

„Die dritte Generation unserer IO-Module war erstmals mit einem Display ausgestattet“, so J. Gutekunst. „Die nun in der Einführung befindliche vierte Generation verfügt über ein beleuchtetes LC-Display, das Betreibern neue Möglichkeiten bei der Adressierung, Einstellung, Instandhaltung und Wartung bietet.“ Gemeint sind damit Funktionen, wie Lock-Bit, Search&Rescue und die Geräteidentifikation, die dem Maschinen- und Anlagenbetreiber höheren Manipulationsschutz sowie mehr Komfort und Transparenz bieten. „Dank dem Display fällt bei den Modulen der beschädigungsanfällige Drehschalter weg und gleichzeitig ist die Schutzart IP67 einfacher realisierbar“, nennt der Leiter der Business Unit „Networking“ einen der vielen kleinen aber innovativen Vorteile.


Größte Systemvorteile mit Ethernet/IP
Bereits verfügbar sind IP67-IO-Module mit Display für Devicenet und Profibus. Bis Ende des Jahres sollen diese um Module für Ethernet/IP, CC-Link und Profinet ergänzt werden. „Ein wichtiger Punkt bei der Entwicklung der neuen IO-Modul-Genera­tion war auch, dass viele unserer Kunden derzeit von Stern- nach Linientopologie wechseln, wie es bei Profinet üblich ist. Entsprechend haben wir die neuen Profinet-Module mit einem Autocrossing-Ethernet-Switch für Linientopologie ausgestattet“, so J. Gutekunst.

„Vieles spricht dafür, dass die Zukunft den Ethernet-basierenden Systemen gehören wird. Am besten lassen sich die besonderen Vorzüge und Systemvorteile mit Ethernet/IP nutzen und darstellen“, ist der Spezialist überzeugt. So sieht er Ethernet/IP mittlerweile als einen weltweit anerkannten Netzwerktechnik-Standard, der Feldgeräte mit zentralisierten Steuerungslösungen verbindet. „Ethernet/IP lässt sich zügig installieren und einfach in bereits vorhandene Netzwerke integrieren“, verdeutlicht er. Mehrere tausend Ethernet/IP-IO-Module seien bereits im amerikanischen Markt im Einsatz.

Das Balluff-Portfolio an Ethernet/IP-IO-Modulen in Schutzart IP67 umfasst zwei Baureihen, die mit und ohne integriertem Switch verfügbar sind. Ein Unmanaged-Switch, Netzwerkkabel und Zubehör runden das Programm ab.

Durch die Bereitstellung für Industrial-Ethernet-Bussysteme ergeben sich weitere neue Anforderungen. J. Gutekunst: „Unter Profibus oder Devicenet genügten zwei dezimale Drehschalter, um dem Netzwerk die Adresse des IO-Moduls mitzuteilen. Nun verlangen IP-Adressen mit ihren vier Oktetts ein etwas komplexeres Einstellprozedere. Dies wäre mit Drehschaltern nur unzureichend lösbar.“ Unter Ethernet/IP erhält das Modul seine eigene IP-Adresse im Netzwerk. Diese wie auch die Subnetzmaske und die Gateway-Adresse werden über zwei Drucktasten und mithilfe eines intuitiv bedienbaren Menüs direkt am Modul eingegeben. „Einmal eingestellt, sind sie auf Knopfdruck jederzeit abrufbar. Bei einigen Modellen lässt sich auch die eingestellte Baud-Rate ablesen“, informiert der Experte weiter.


Sicherer Manipulationsschutz
Neben der komfortablen Adressierung bietet das digitale Display auch vor bewusster oder unbewusster Manipulation guten Schutz. „Nach Eingabe der Adresse im Editiermodus kann über die SPS ein sogenanntes Lock-Bit gesetzt werden. Wechselt der Bediener vom Anzeige- in den Editiermodus der Geräteadressierung, trifft er dort auf das gesetzte Lock-Symbol in Form eines Schlüssels. Unbedachtes Verändern der Adresse ist hier nicht, bewusstes Manipulieren zumindest nicht ohne Hürden, Rückfrage und Dokumentation durch die SPS möglich“, erläutert J. Gutekunst.

Ein weiterer Benefit der neuen IO-Modulgeneration ist die integrierte Geräte­identifikation. So erhält der Anwender per Tastendruck Auskunft darüber, welche Hard- und Softwareversion vor Ort im Einsatz ist. Dies erweist sich als vorteilhaft, wenn beispielsweise bei Wartungs- oder Erweiterungsarbeiten der aktuelle Stand erfasst werden muss.
Darüber hinaus gestaltet die integrierte Search&Rescue-Funktion (Suchen und Helfen) den Betrieb und die Wartung von Anlagen transparenter. Dazu wurden die Displays mit je zwei hellroten und grünen LED ausgestattet. Die Leuchten sind unabhängig vom Modul nur durch die SPS ansteuerbar. „Der Anlagenbetreiber kann mit dieser Funktion sinnvolle Zustände oder Sachverhalte definieren, bei deren Eintritt die roten, grünen oder beide Lampen (in gelb) aufleuchten“, verdeutlicht
J. Gutekunst. Sinnvoll sei dies beispielsweise bei komplexen Anlagen, die über eine große Anzahl von Modulen verfügen. „Der Bediener kann bei Bedarf ein Modul gezielt ansprechen, das sich per grün oder rot leuchtender LED identifiziert und somit schnell auffindbar ist. Auf vergleichbare Art und Weise lassen sich zusammengehörige Module eines bestimmten Clusters ansprechen. Leuchtet hier die LED eines Moduls nicht auf, könnte dies auf eine Fehlfunktion hindeuten“, informiert er weiter. Mit der Search&Rescue-Funktion ist zudem visualisierbar, welche Module auf derselben Subnetzmaske liegen. Eine rot leuchtende LED kann, über die SPS entsprechend definiert, auch auf Fehler im Prozess hinweisen, zum Beispiel, wenn ein Temperatursensor eine zulässige Temperatur überschritten hat. „Wohlgemerkt handelt es sich hier nicht um eine Diagnosefunktion des Moduls selbst, Ausgangspunkt ist immer die SPS“, stellt der Spezialist heraus.


Ausblick
Mit dem Angebot an IO-Modulen der neuen Generation profitiert der Maschinen- und Anlagenbauer über die gesamte Lebensdauer des Systems hinweg. Dabei ermöglichen es nicht zuletzt die genannten Zusatzfunktionen, durch maximale Systembereitschaft und einfache Wartung Geld zu sparen. Im Ergebnis bedeutet dies höhere Verfügbarkeit, mehr Produktivität sowie geringere Lohnstückkosten. „Anfang 2012 werden wir weitere Varianten, wie Ethercat- und CC-Link-IE4-IO-Module, vorstellen“, gibt
J. Gutekunst einen Ausblick. Als persönliche Einschätzung zum Thema Ethercat fügt er an: „Wir halten eine Ethercat-Variante für eine wichtige Ergänzung; das Realtime-Ethernet-System hat seine Bedeutung am Markt bereits eindrucksvoll dokumentiert.“

Inge Hübner

Weitere Informationen unter www.balluff.com.

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