Modulares Steuerungskonzept für die Fördertechnologie

Energiebus mit Feldbus

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In der Automatisierung besteht ein Trend zu einer dezentralen Schal-tungstechnik: nach der Datenverteilung wird auch die Energieverteilung dezentral. Durch die Entwicklung eines kombinierten und nicht unterbrochenen Energie- und Daten-Busses in Modultechnik können komplexe Förderanlagen in kurzer Zeit kostengünstig und fehlerfrei realisiert sowie die Anlagenverfügbarkeit auf annähernd 100 Prozent erhöht werden.

Der Autor Dieter Kröner ist im Produktmanagement der Wieland Electric GmbH, Bamberg, tätig

Seit etwa einem Jahr hält der Energie-Bus Einzug in der Automatisierungstechnik. Branchengrößen wie Siemens haben die Vorteile erkannt, die eine dezentrale und modulare Aufbautechnik der Stromversorgung in der Automation bietet.
Bislang waren in der Fördertechnik große Schaltschränke, viele Verteilerkästen und ein Gewirr von Kabeln mit erschwerter Montage, Störanfälligkeit und hohen Kosten für Fehlersuche sowie Störungsbeseitigung üblich.
Durch den Einsatz eines Energiebusses wurden viele Schaltschränke überflüssig und der Energieverlauf war auch für nicht genial veranlagte Techniker spürbar transparenter geworden.
„Anzapfbares“ Flachkabel
Die Vorteile des Energiebusses im Blick entwickelte das Bamberger Unternehmen Wieland Electric aus dem bekannten Rundkabel ein unverwechselbares Flachkabel mit völlig neuen Anschlusselementen und erschließt damit weiteres Einsparungspotential.
Dieses System erhöht die Effektivität einer Neuinstallation, z.B. im Bereich der Fördertechnik, nochmals deutlich, da:
– nur noch ein Flachkabel verlegt wird, von dem an beliebigen Stellen mit wenigen Handgriffen über T-Leistungsverteiler mit Piercing-Kontaktierung abgezweigt werden kann
– Durchschleifen des Kabels durch den Verbraucher entfällt. Der Verbraucher-Anschluss erfolgt über Stichleitung von der günstigsten Kabelstelle aus – ohne das Flachkabel dabei zu durch-trennen
– versehentliches Verpolens systembedingt vermieden wird
– keine Vormontage und kein aufwendiger Funktionstest der Verbindungen mehr erforderlich sind
Energie- und Datentransport über einen Bus
Beim Aufbau einer modernen Lackier-Straße mit mehreren tausend Antriebs-Motoren verursacht die Ausführung in konventioneller Kabeltechnik einen erheblichen Aufwand. Der aktuelle Trend geht daher zu einer dezentralen Schaltungstechnik, die auch die Ansteuerung der Motoren über einen Feldbus ermöglicht.
Mit seinem Produkt „podis“ schafft Wieland Electric einen neuen Weg der Dezentralisierung. Der Grundgedanke für das podis Connective CONcept ist die Modularität und die Flexibilität für Energieversorgung und Datenleitung, über welche die Motoren angesteuert und überwacht werden.
Ein entscheidender Vorteil ist die hohe Verfügbarkeit der gesamten Anlage, die mit dieser Art des Energie-Busses erreicht werden kann. Es ist eine Verfügbarkeit von annähernd 100 Prozent erreichbar, denn die Energieleitung muss in keinem Fall mehr aufgetrennt werden. Neue Abgänge und damit neue Verbraucher können unter Spannung angeschlossen werden.
Einsatz von Flachkabeln
Kernstück der Entwicklung von Wieland ist das Flachkabel. Es verfügt entweder über fünf Leiter mit je 16 mm²-Querschnitt für den reinen Energietransport oder über sieben Leiter mit je 2,5 mm² Querschnitt, wobei über die zwei zusätzlichen Leiter der Datentransport erfolgt.
Energie- und Datenweiterleitung zu den Verbrauchern erfolgen über ebenfalls speziell dafür entwickelte T-Leistungsverteiler. Diese werden auf das Flachkabel aufgesetzt und mit Hilfe einer Piercing-Technik mit Spitzschrauben kontaktiert. Die so in kürzester Zeit erstellte Verbindung übertrifft die Mindestanforderungen an die Schutzklasse im Bereich der Automatisierung mit IP65 deutlich.
Zusätzliche Abzweigungen sind nachträglich ohne Probleme an beliebigen Stellen montierbar, überflüssige jederzeit entfernbar.
Offener Standard CAN
Automatisierungslösungen realisieren heute am Sensor- und Aktorstandort zentrale und dezentrale Steuerungen und Überwachungen mittels diverser Feldbusse.
Um als mittelständisches Unternehmen nicht in die Markt-Kämpfe der Großen hineingezogen zu werden entschied sich Wieland Electric bei podis zunächst für den offenen CAN-Bus, der bestens zur dezentralen Ansteuerung und Überwachung von Motoren geeignet ist. Dafür entwickelte man bei Wieland einen Motorstarter zum Schalten von Drehstrom-Asynchron-Motoren mit elektromechanischer Bremse. Auch der Motorstarter wird analog den Leitungsabgängen einfach auf das Flachkabel aufgesetzt und durch Piercing-Kontakte verschraubt. Das reduziert wiederum die Montage-Zeiten und die Stillstands-Zeiten bei einer nachträglichen Veränderungen. Die Anschaltung ist ebenso wie die Energieverteilung nach IP65 spezifiziert.
Variables CAN-Netzwerk
Zur Bedienung, Konfiguration der Motorstarter und für die Diagnose gibt es von Wieland das Handheld-Terminal. Dieses wird über einen M12-Rundstecker direkt an die lokale CANbus-Schnittstelle des Motorstarters angeschlossen. Seine Energieversorgung kann direkt über CAN oder über Batterien erfolgen. Das große LCD-Display eignet sich gut, um menügesteuert Service- und Telegramm-Daten darzustellen.
Für die CANbus-Anschaltung ist eine PCI-Karte für den PC erhältlich. Die Karte übernimmt die Aufgaben des Netzwerk-Managements, die kontinuierliche Fehlerüberwachung, die Nutzdaten-Übertragung sowie Status- und Fehlerübermittlung. Treiber gibt es für DOS, Windows 3.1 und Windows NT.
Über den Podis Router CAN 2 CAN kann der CANbus verlängert werden. Eine galvanische Trennung ist dabei selbstverständlich.
Für den Übergang auf andere Signal-Bussysteme bietet Wieland auch Gateways an. So kann der CANbus auf eine V 24- oder Parallelport-Schnittstelle, auf den Profibus oder auf Ethernet unter TCP/IP umgesetzt werden.
Ausführliche Informationen
podis Connective
CONcept
KEM 521
podis CD-ROM
KEM 522
Internet
podis CD-ROM mit iF Design Award
Wieland Electric erhält zum dritten Mal in Folge den iF Design Award. Grund der Auszeichnung ist die Gestaltung seiner interaktiven CD-ROM, welche das System und die Einsatzbereiche des neu entwickelten steckbaren Energiebussystems podis in leicht nachvollziehbarer Weise darstellt.
Für 90 Prozent der Motoren
Bedingt durch die Flachka-belabmessungen ist die maximale Schaltleistung für den Motorstarter im podis Conective CONcept auf 1,1 kW begrenzt. Gut 90 Prozent aller Motoren liegen in diesem Leistungsbereich. Ein Ausweiten der Schaltbarkeit auf größere Motoren hätte überproportional höhere Kosten verursacht und die podis-Kostenvorteile durch ein wesentlich aufwendigeres Energie-Bussystem wieder zunichte gemacht.
Motoren über 1,1 kW Nennleistung sind also wie bisher über die üblichen Rundkabel zu versorgen.
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