Aktuator-Sensor-Interface: Anwendungen in der Pneumatik

Der heiße Draht zur Ventilinsel

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Das Aktuator-Sensor-Interface, oder kurz AS-i genannt, etablierte sich in nur zwei Jahren als offenes Busprotokoll am Markt. Speziell bei weiter auseinanderliegenden Aktuatoren und Sensoren bietet AS-i ein erhebliches Einspar-Potential. Die Automatisierungsbranche nutzt zunehmend die Vorteile dieser einfachen und kostengünstigen Art der Installation. Heute kann der Anwender auch auf ein Angebot AS-i-fähiger Aktuatoren, speziell im Bereich der Pneumatik, zugreifen.

Der Autor Dipl.-Wirt.-Ing.(FH) Oliver Naucke ist Mitarbeiter der Festo AG & Co., Esslingen

Spannungsversorgung für Not-Aus
Ein wichtiger Aspekt beim Automatisieren mit AS-i ist das Not-Aus-Verhalten. Während Sensoren normalerweise bei Not-Aus nicht abschalten, müssen Ventile aus Sicher-heitsaspekten direkt abgeschaltet werden, da ein indirektes Abschalten von Aktuatoren nicht zulässig ist. Berücksichtigt ein Anlagenkonzept die Not-Aus-Situation, entfällt ein wesentlicher Vorteil von AS-i, nämlich Energie und Information über eine Leitung zu übertragen. Ist der Energietransport im AS-i-Kabel unterbrochen, würden keine Informationen bei allen angeschlossenen Sensoren mehr vorliegen. Diese Informationen sind jedoch beim Wiederanlauf einer Anlage unab-dingbar. AS-i transportiert Steuersignale und Energie jedoch nur über ein einziges Kabel zu den Teilnehmern. Bei Not-Aus-Situationen käme es bei dieser Anschlußweise zu sicherheitskritischen Zuständen. Deshalb werden Aktuatoren (Ventile) über ein separates Kabel mit Spannung versorgt. Das direkte Abschalten der Aktuatoren ist jedoch nicht bei allen am Markt angebotenen Lösungen, wie zum Beispiel bei der neuen AirBox, realisiert. Kombidosen zur Einzelventilanschaltung und Ventilinsel mit AS-Interface von Festo dagegen berücksichtigen diese Forderung vieler Anwender. Diese AS-i-Komponeten haben die Option auf einen zusätzlichen Anschluß für die Spannungsversorgung. Die AS-i zertifizierten CP-Ventilinseln bietet Festo mit Zusatzversorgung oder für einfache pneumatische Anwendungen die kein Not-Aus erfordern, ohne Zusatzversorgung zur Wahl. Der Anwender wählt für seinen spezifischen Anwendungsfall die entsprechende Lösung.
Über hundert Ventilspulen innerhalb eines AS-i-Netzes
Ein AS-i-Netz verbindet bis zu 31 Teilnehmer mit jeweils vier Adressen. Dies können vier Eingänge oder zwei Eingänge und zwei Ausgänge sein. Dies ist jedoch bei größeren Anlagen ein eher kleines Netz. Schnell sind Grenzen erreicht. Um so wichtiger ist es, beim Konzipieren einer Anlage je Teilnehmer die E/As in vollem Umfang auszunutzen. CPV-Ventilinseln mit AS-i-Anschaltung erfüllen diese Forderungen und sind im Sinne einer wirtschaftlichen Lösung entwickelt und konstruiert. Eine Insel bestückt mit vier Ventilen und vier Eingängen steuert bis zu vier Zylinder an und überprüft deren Endlagen. Bezogen auf ein AS-i-Netz heißt dies, vier Zylinder entsprechen einem Teilnehmer. Hier wird deutlich welches Vernetzungspotential in der CP-Ventilinsel steckt.
Anders dagegen bei einem Ventil mit Kombidose oder bei AS-i-Modulen mit integriertem Ventil. Hier ist ein Teilnehmer gleichzusetzen mit einem angesteuerten Zylinder.
Doch wie ist eine Ventilinsel zu adressieren? Auch dafür hat Festo eine genial einfache Lösung entwickelt. Das Adressiergerät wird über ein im Standardprogramm geführtes Adressierkabel absolut sicher mit der Ventilinsel verbunden und die entsprechenden Adressen über die Tastatur am Gerät zugeordnet.
Hohe Durchflußwerte bei kleinsten Abmessungen
Ein weiteres wichtiges Kriterium im Entscheidungsprozeß des Anwenders sind die Ventilfunktionen und -größen. Beides ist letztendlich von der Aufgabe und vom eingesetzten Zylinder abhängig. Gerade beim Einsatz von Zylindern ist die Ventilinseltechnologie mit integrierbaren 3/2-, 5/2- und 5/3-Wegeventilen äußerst flexibel. Hier gilt: ein Ventilplatz für die Ansteuerung eines Zylinders, egal ob einfach- oder doppeltwirkend. Dies spart nicht nur Anschluß- und Installationsaufwand, sondern ermöglicht auch ein optimales Preis-Leistungs-Verhältnis. Einzelventile erfüllen mit ihren 3/2-, 5/2- oder 5/3-Wege-Funktionen die komplette Bandbreite an Einsatzfällen und sind, kombiniert mit der AS-i-Kombidose, prädestiniert für den Einsatz in Anlagen mit wenig Pneumatik.
Ventilinseln sind platzsparend und kostengünstig. Neu ist eine AS-i-fähige Variante, die Signale von vier Ventilen plus vier binären Eingangssignalen verarbeitet.
Dies ermöglicht das Ansteuern von kompletten Antrieben mit Nährungsschaltern über eine Ventilinsel.
Verantwortlich für hohe Zylindergeschwindigkeiten und somit auch für Taktzeiten von Maschinen und Anlagen sind Ventil-Durchflußwerte und Schlauchbelüftungszeiten. Bei optimalsten Verhältnissen sitzt das Ventil entweder in unmittelbarer Nähe oder direkt am Zylinder.
Die AS-i-Technologie trägt entscheidend dazu bei, das Ventil an idealer Stelle zu plazieren und zu installieren. Mit Durchflußwerten von 400 bis 1600 l/min und Baubreiten von 10 bis 18 mm lassen sich mit der Reihe der CP-Ventile und -Ventilinseln selbst höchste Zylindergeschwindigkeiten realisieren.
Umfangreiches Zubehör wie z.B. der Kabelverteiler und ein breites Programmangebot in AS-i-Technolgie wird von Festo angeboten.
Eckdaten der CPV-Ventilinsel mit AS-i-Anschaltung
– Mit oder ohne elektrische Eingänge
– Varianten: 4E/4A mit 2, 3 oder 4 Ventilen
– Mit oder ohne Zusatzversorgung für Not-Aus
– Schutzart IP65
– 3 Größen, 400 l/min, 800 l/min, 1600 l/min
– 3/2-, 5/2 und 5/3-Wegeventile
– Handhilfsbetätigung tastend oder rastend
– Druckbereich -0,9 bis +10 bar
– Filterfeinheit von 40 mm
– Pneumatischer Multipol und Druckzonen möglich
Vorteile der CPV-Ventilinsel mit AS-i-Anschaltung
n Optimale Ausnutzung des AS-i-Netzes mit bis zu 4E/4A je Teilnehmer
– Wirtschaftliche Auslegung durch großes Angebot an Ventilfunktionen und -größen
– Praktische Zusatz-versorgung für Not-Aus Funktionen
n Einfacheres Einrichten von Maschinen, da dank Zusatzversorgung Sensoren in der Anlage justierbar sind, ohne den Aktor (Ventil) anzusteuern
– Kleinste Abmessungen bei maximalen Leistungsparametern reduzieren teuren Einbauraum
– Druckbereich von -0,9 bis 10 bar ermöglichen auch Vakuumanwendungen
– Minimaler Montage- und Installationsaufwand
Ausführliche Informationen
CPV-Ventilinseln
KEM 616
Produktpalette
in AS-i-Technik
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Internet
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