Das Motto „Meet the needs” – also die Erfüllung der jeweiligen Anforderungen – erweist sich bei der Lösung von Automatisierungsaufgaben als entscheidend, wenn es um die effiziente und kostengerechte Auswahl der erforderlichen Geräte geht. Weniger komplexe Steuerungsaufgaben werden daher in der Industrie, Infrastruktur und Gebäudetechnik oftmals mit Logikmodulen umgesetzt. Um diese Geräte optimal für die Realisierung der entsprechenden Aufgabe nutzen zu können, ist häufig die Installation separater Interface-Bausteine – beispielsweise Relais oder Optokoppler – vor oder hinter den Ein- oder Ausgängen notwendig. Die Logikmodule PLC logic von Phoenix Contact vereinen eine solche Kombination von Kleinsteuerung und separaten steckbaren Relais, sodass der Verdrahtungsaufwand sowie zusätzliche Schaltelemente entfallen. Das System wird durch Analogmodule im gleichen Rastermaß der Relaisbausteine erweitert. Somit steht dem Anwender eine flexible Lösung zur Verfügung, die sich kanalweise konfigurieren und an jede Aufgabenstellung anpassen lässt.
Schnittstelle zur Einbindung
in Modbus-RTU-Netzwerke
Die Geräte der Produktfamilie PLC logic verfügen über eine integrierte RS485-Zweidrahtschnittstelle, über die sie als Teilnehmer in Modbus-RTU-Netzwerke eingebunden werden können. Auf diese Weise ist die Kommunikation mit einer übergeordneten Steuerung zum Fernwirken sowie zur Diagnose und Visualisierung einfach umsetzbar. Zur Realisierung einer sicheren Netzwerkverbindung unterstützen die Geräte der Produktfamilie das Zuschalten eines Abschlusswiderstands sowie von Biasing-Widerständen über DIP-Schalter. Die Terminierung eines Datenkabels verringert Reflexionen und erhöht die Zuverlässigkeit des RS485-Netzwerks. Das Gerät am Ende einer langen RS485-Leitung sollte dabei den Strang mit einem Widerstand abschließen. Weiterhin können Störungen auf der Leitung auftreten, wenn kein Teilnehmer aktiv sendet. In diesem Fall zielt die Vorspannung (Bias) darauf ab, dass die RS485-Leitung in einem bekannten, nicht schwankenden Zustand bleibt. Ein Pull-up-Widerstand gegen +5 V und ein Pull-down-Widerstand gegen Masse sorgen für ein zuverlässiges Netzwerk. Beide Optionen sind in die Logikmodule PLC logic integriert.
Das Einstellen der Modbus-Parameter erfolgt anwenderfreundlich per Webbased Management durch das in die Geräte eingebundene Web Image, wobei alle Prozessdaten über feste Adressen gelesen und geschrieben werden. Die Broadcast-Funktion führt zu einer schnellen Reaktion der Logikmodule auf Anfragen der übergeordneten Steuerung. Zur Ankopplung an das Netzwerk kommt ein dreipoliger Leiterplattensteckverbinder zum Einsatz, mit dem die Einzeladern werkzeuglos und zeitsparend per Push-in-Technologie angeschlossen werden. Ein Anschlussquerschnitt von bis zu 0,75 mm² erlaubt die zuverlässige Übertragung von Daten selbst über lange Strecken.
Module zur Erfassung und
Ausgabe analoger Normsignale
Die Geräte der Produktfamilie PLC logic kombinieren die Logik- und Interface-Ebene mit den Relais oder Analogbausteinen zu einer Einheit. Neben den steckbaren Logikmodulen besteht die Lösung aus dem etablierten Relaissystem PLC-Interface und der intuitiv handhabbaren Programmiersoftware Logic+. Mit dieser Kombination setzt der Anwender kleine Automatisierungsaufgaben einfach, flexibel und platzsparend um. Das Logikmodul, das über acht 24-VDC-Digitaleingänge verfügt, wird auf acht aneinandergereihte Relais- oder Analogmodule gesteckt, um weitere acht I/O-Signale zu integrieren. Dabei lässt sich jeder Prozessdatenpunkt digital, analog sowie als Ein- oder Ausgang vom Logikmodul erfassen. Auf nur 50 mm Baubreite passen sich folglich 16 Kanäle an die Anforderungen der jeweiligen Applikation an. Durch die Erweiterung der Logiksteuerung können bis zu 48 I/O-Signale verarbeitet werden.
Als skalierbare Steuerung bietet PLC logic sämtliche Vorteile des Relaissystems PLC-Interface – beispielsweise steckbare Relais, komfortable Anschlusstechniken, Brückbarkeit sowie die Einbindung unterschiedlicher Relaistypen und Spannungsebenen. Zahlreiche Anwender fordern, dass auch analoge Signale erfasst und mit der Logiksteuerung verarbeitet werden. Dem trägt das System mit Analogmodulen Rechnung, die konturgleich zu den Relais der Baureihe PLC-Interface sind. Die Analogmodule ermöglichen die Aufnahme und Ausgabe von analogen Normsignalen (Strom/Spannung) sowie die Erfassung von Widerstandsthermometer-Signalen (PT100 /PT1000). Typische Anwendungen sind die Aufnahme von Füllstand, Druck oder Temperatur.
Funktionsfähigkeit auch beim Ausfall der Kommunikation
Als Standard für die Gebäudesystemtechnik wird das Modbus-Protokoll oftmals in Gewerbe- und Industriebauten verwendet. Verschiedene Gebäudefunktionen werden integriert, über einen Modbus-Master an das Netzwerk angekoppelt und zum Beispiel auf einem Kontrollbildschirm im Betriebsraum visualisiert. Mit der Anbindung an einen übergeordneten Modbus-Client verarbeitet das Logikmodul die Steuerungsfunktionalität autark vor Ort. Lediglich die für den Hauptprozess wichtigen Meldungen oder Befehle werden über das Netzwerk ausgetauscht. Der wesentliche Vorteil dieses Vorgehens liegt darin, dass die Steuerung bei einem Ausfall der Kommunikation weiterhin funktioniert, der Prozess vor Ort also nicht beeinträchtigt ist und kein Ausfall des Gesamtsystems auftritt.
Offline-Simulation am PC
Zur Konfiguration, Programmierung und Parametrierung des Logikrelaissystems PLC logic wird die Software Logic+ eingesetzt. Mit dem Tool lässt sich das Projekt komfortabel auf dem eigenen PC entwickeln, an das angeschlossene Gerät senden und dann vom Logikmodul ausführen. Logic+ unterstützt den Anwender dabei in sämtlichen Entwicklungsphasen des Projekts – von der Projektplanung über die Konfiguration/Programmierung bis zum Programmstart. Das Projekt kann sowohl mit Kontaktplan (LD) ebenso wie mit Funktionsplan (FBD) erstellt werden. Dazu fügt der Anwender die benötigten Elemente – beispielsweise Datenelemente oder Ein-/Ausgänge – einfach per Drag-and-Drop aus der Toolbox und der Hardwarekonfiguration in das Programmarbeitsblatt ein und verbindet sie anschließend.
Die Darstellung von PLC logic als Hardwareansicht trägt zur intuitiven Bedienung bei. Darüber hinaus lässt sich das gesamte Programm offline am PC simulieren und testen. Danach wird es auf das Logikmodul überspielt und online im laufenden Betrieb geprüft. Zu diesem Zweck überschreibt der Anwender die einzelnen I/O-Signale einfach in der Hardwareansicht von Logic+. Das Programm kann ebenfalls aus PLC logic zurückgelesen werden, wobei alle Informationen – etwa individuelle Bezeichnungen und Kommentare der Datenelemente – erhalten bleiben. Zum Schutz vor einem ungewollten Zugriff auf die Programmierung durch Dritte lässt sich das Zurücklesen darüber hinaus generell verhindern, indem die Programmquellen nicht mit überspielt werden.
16 I/Os auf einer Baubreite von 5 cm
PLC logic eignet sich sowohl für kleine, in sich geschlossene Applikationen als auch als lokal laufendes Programm mit einer Vernetzung zu einer übergeordneten Steuerung. Ferner bieten sich die Geräte als kostengünstige Remote-I/O-Station zur Einbindung von analogen und digitalen Signalen an. Der I/O-Mix ist beliebig kombinierbar – und das im Reihenklemmenformat mit 16 I/Os auf einer Baubreite von nur fünf Zentimetern. Die Logikmodule lassen sich vielfältig nutzen. Im Vordergrund steht die Kombination aus komfortablen Bausteinen der Baureihe PLC-Interface, die mit der smarten Logiksteuerung PLC logic eine Einheit bilden, aus der sich viele Vorteile für die Anwender ergeben. (ge)
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