Montage vor Ort!

Der Autor, Dipl.-Ing. Ulf Schirmer-Kägebein, ist Mitarbeiter der Siemens AG, Bereich A&D, Erlangen

Schon seit ein paar Jahren vollzieht sich ein Wandel in der Automatisierung – ein Wandel von der zentralen hin zur dezentralen Funktionalität. Ergebnis ist eine Verlagerung von zentraler Intelligenz in die Feldgeräte. Betrachtet man verschiedene Applikationen in der Fluidtechnik, so stellt man eine Zunahme der Vernetzung von Standardventilen und Ventilinseln über Feldbussysteme fest. Dezentral in Anlagen verteilte Ein- und Ausgänge, ganz gleich welcher Ausprägung, lassen sich auf diese Weise sehr einfach und schnell an ein übergeordnetes Steuerungssystem (SPS) anbinden.

Genau wie heute bereits Verbraucherabzweige (Motorstarter) direkt neben dem Motor plaziert werden, kann jetzt auch das Ventil direkt am Zylinder montiert werden. Das heißt, das Ventil als pneumatischer Ausgang und die Stellungsrückmeldung vom Zylinder in Form von Sensorsignalen werden in einem E/A-Modul zusammengefaßt. Dadurch muß beim Schalten kein großer Druckpuffer aufgebaut werden, die Zylinder arbeiten schneller. Gut zwei Jahre ist es nun her, daß Siemens mit den pneumatischen Anwendermodulen, auch kurz AirBox genannt, auf dem AS-Interface-Markt gestartet ist. In der Zwischenzeit findet man diese Module in zahlreichen Applikationen. Obwohl die AirBoxen nicht wie typische Ventile oder Ventilinseln aussehen, sind sie doch in vielen Dingen eine angemessene Lösung.

Genau wie es heute AS-Interface-Module mit elektronischen oder Relais-Ausgängen gibt, gehören nun auch pneumatische Ausgänge zum Standard. Alle bekannten Qualitäten von AS-Interface sind auch hier serienmäßig. Als dezentrale E/A-Module in hoher Schutzart werden die AirBoxen genau dort montiert, wo auch „Druck“ benötigt wird – natürlich genau neben pneumatischen Verbrauchern.

Dank den schnellen Schaltzeiten (5 ms) und der Nähe zum Geschehen können auch große Zylinder schnell und sicher gesteuert werden. Und das zahlt sich aus, denn AirBoxen mit einen Durchfluß von 400 l/min können dank des dezentralen Konzeptes auch Ventile mit 1000 l/min ersetzen. Integrierte 8 mm-Legris-Verbinder sorgen dafür, daß es im Modul zu keinem Engpaß kommt.

Die Gehäuse der Kompaktmodule haben eine Bauhöhe von 29 mm; sie lassen mithin eine Montage auch dort zu, wo der Einbauplatz in der Höhe sehr begrenzt ist. Standardmäßig vorhandene Diagnose-LED erlauben dem Anwender zusätzlich eine schnelle und effiziente Fehlersuche. Stillstandszeiten können dadurch minimiert und die Verfügbarkeit von Anlagen erhöht werden. Mit der neu entwickelten Scharniertechnik ist es erstmals möglich, ein AS-Interface-Modul über nur eine einzige Schraube zu befestigen und gleichzeitig für die Kontaktierung mit der AS-Interface-Leitung zu sorgen. Damit können Montage- und IBS-Zeiten von AS-Interface um bis zu 40 % gesenkt werden.

Mehr pneumatische Funktionalität, größerer Durchfluß, schnellere Schaltzeiten, zusätzliche Eingänge und eine noch leichtere Montage sind einige Kenndaten einer neuen Generation an AS-Interface-Pneumatikmodulen – den Kompaktmodulen pneumatisch von Siemens. Diese verfügen über vier elektrische Eingänge und zwei pneumatische Ausgänge. Durch die Verschmelzung von Elektronik und Pneumatik ist es gelungen, getrennt ansteuerbare Wegeventile direkt in ein AS-Interface-Modul zu integrieren. Damit können erstmalig pneumatische Verbraucher direkt an ein AS-Interface-Modul angebunden werden. Die beiden integrierten pneumatischen Ausgänge werden durch zwei vorgesteuerte 4/2-Wegeventile (90 % Vakuum – 8 bar; 550 l/min) mit gemeinsamer Druckversorgung und getrennter Sammelabluft realisiert und sind über gesonderte Schieber von Hand bedienbar.

Viele Anwendungen mit den Pneumatikmodulen der ersten Generation haben gezeigt, daß Kunststoffventile sehr robust und damit langlebig sind. Ihre Anzahl an Schaltspielen, bzw. die Lebensdauer der AirBoxen ist hoch. Angefangen mit 10 Millionen Schaltspielen, können heute bereits 30 Millionen Schaltspiele vom Hersteller garantiert werden.

Schaltspiele >30 Millionen sind das Ziel und derzeit in Erprobung. AS-Interface-Kompaktmodule pneumatisch sind serienmäßig mit mono- oder bistabilen 4/2-Wegeventilen ausgerüstet. Gerade die Wahl dieses Ventiltyps ermöglicht es dem Anwender, verschiedene Ventilfunktionen schnell und einfach nachzubilden. Kompaktmodule pneumatisch sind geeignet zum Anschluß pneumatischer Verbraucher. Dies können z. B. doppeltwirkende oder einfachwirkende Zylinder sein.

Der Anschluß an AS-Interface erfolgt über die Standard-Montageplatte. Hierbei braucht nur die AS-Interface-Leitung in die entsprechenden Leitungsführungen eingelegt, das Oberteil mit einer Schraube auf der Montageplatte befestigt werden und schon ist das Modul einsatzbereit.

Das Kompaktmodul pneumatisch ist in monostabiler oder bistabiler Ausführung sowie mit getrennter Abluftführung über 2 x Legris-Steckverbinder oder mit gemeinsamer Abluftführung über Sinterplatte verfügbar.

AS-Interface

Pneumatikmodul

KEM 608

n Schutzart IP65 oder IP67 für Einsatz in rauher Umgebung

n Digitale Eingänge mit Y-Belegung zum Erfassen von Stellungsrück-meldungen

n Zwei pneumatische Ausgänge (4/2-Wegeventil, 2-8 bar, 550 Nl/min) Anschluß für Steuerluft (für Vakuum und Schalten unter 2 bar)

n Legris-Schlauchsteckverbinder für Anschluß der Pneumatikschläuche, monostabile und bistabile Ausführung

n Integrierte Handbetätigung (zum Steuern pneumatischer Ausgänge ohne SPS)

n Version mit erweiterter elektromechanischer Schnittstelle zur Versorgung der Pilot-ventile über UHilf]

wwwad.siemens.de