Mit dezentraler Intelligenz zu individuellen Lösungen Fluid Control Systems 4.0 von Bürkert - KEM

Mit dezentraler Intelligenz zu individuellen Lösungen

Fluid Control Systems 4.0 von Bürkert

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Industrie 4.0 und die damit verbundene Digitalisierung sind kein Selbstzweck, sie haben das Ziel Prozesse zu optimieren. Das trifft natürlich auch auf die Entwicklung von individuellen Applikationslösungen und Produkten für die unterschiedlichen Bereiche der Prozesstechnik zu. Hier gilt es Flüssigkeiten und Gase zu messen, zu mischen und Prozesse zu steuern. Auf diesen fluidtechnischen Grundspielarten basiert jede industrielle Prozesstechnik. Neue Ideen werden hier oft durch einen Perspektivenwechsel möglich, also durch branchenübergreifendes Denken und durch die Vernetzung bzw. Digitalisierung der Entwicklungs- und Fertigungsprozesse.

Tobias Zipf, Produktmanager Pneumatik, Nandini Mungee, Produktmanagerin Industrielle Kommunikation, Bürkert Fluid Control Systems, Ingelfingen

Intelligente Strukturen und Abläufe beim Hersteller wirken sich letztendlich in Mehrwert für den Anwender aus. Bürkert liefert dafür immer wieder Beispiele. Der Fluidik-Spezialist, der gleichzeitig Experte für elektromechanische Systeme sowie Schaltschrankbau ist, treibt unternehmensintern die eigene Digitalisierung voran und denkt branchenübergreifend. Damit bringt er mit seinen Systemlösungen auch die Digitalisierung bei Anwendern mit intelligenten Systemlösungen weiter. Als Basis für die Realisierung von prozesstechnischen Anwendungen dienen bewährte Plattformen: individuell anpassbare Ventilinseln für die Pneumatiksteuerung, Massendurchflussregler-Systeme für Druck- und Durchflussregelung sowie die Kommunikationsplattform Edip (Efficient Device Integration Platform) zur digitalen Vernetzung der intelligenten Bürkert-Systeme innerhalb der Produktionsmaschine.

Ventilinseln als pneumatische Automatisierungssysteme

Verfahrenstechnische Anlagen profitieren davon, wenn elektrische und pneumatische Funktionen in einer Ventilinsel zusammengefasst sind. So lassen sie sich über nur eine Busleitung ansteuern und das Programmieren wird einfacher. Heute sind die integrierten Ventilinseln von Bürkert zu intelligenten, elektropneumatischen, obendrein auch noch ex-sicheren Automatisierungssystemen gewachsen, die sich nahtlos in die Prozesssteuerungswelt einfügen. Zudem bilden sie als flexible Plattform die Basis, um innerhalb kurzer Zeit applikationsspezifische Systemlösungen zu realisieren, schließlich gleicht kaum eine prozesstechnische Anwendung der anderen. Ein typischer Einsatzbereich für solche Ventilinseln ist beispielsweise das Füllen von Glasampullen in der Kosmetik- oder Pharmaindustrie. Im Kontext mit Industrie 4.0 steigen hier die Anforderungen. Dabei sollten sich z. B. Sicherheits- und Diagnosefunktionen integrieren bzw. auch nachrüsten lassen. Die Vernetzung über industrielle Standards muss möglich sein, vorbeugende Wartungsmaßnahmen sind erwünscht und schlussendlich gilt es auch, die Mensch-Maschine-Schnittstelle zu berücksichtigen.

Manches davon ist bereits mit einfachen Mitteln realisierbar. Für sicherheitsgerichtete Abschaltungen lassen sich beispielsweise Ventilfunktionen direkt auf der bestehenden Ventilinsel und unabhängig von der regulären Schaltsignalsteuerung stilllegen, wenn hier Ventile für sicherheitsgerichtete Abschaltungen nachgerüstet werden. Auch das ist bereits ein Schritt in Richtung Industrie 4.0. Deutliche Maßstäbe auf diesem Weg setzt die Ventilinsel AirLine SP Typ 8647, die vollständig in das dezentrale Peripheriesystem ET200 SP von Siemens integriert ist. Bei ihr kann der Anwender ohne zusätzliche Peripheriegeräte direkt auf einem vor Ort eingebauten LC-Display den Status der Ventilinsel, Fehler oder Diagnosedaten ablesen. Dies erfolgt sowohl in Klartext als auch symbolisch. Alle auf der Ventilinsel generierten Informationen können auch in der Steuerung verarbeitet werden. Die integrierten Schaltspielzähler generieren Daten, die eine vorbeugende Wartung ermöglichen und ebenfalls als Klartext auf der Ventilinsel direkt im Schaltschrank angezeigt werden. Für den Einbau in den Schaltschrankboden gibt es die Bodeneinbauplatte AirLine Quick aus Edelstahl oder Aluminium. Damit lässt sich auch die neue Ventilinsel platzsparend in einem Schaltschrank montieren. Die Ventilinseln kommunizieren über gängige Industrial-Ethernet-Protokolle oder Profibus DP. In geschlossenen Ringtopologien und Profinet-IO-Kommunikation sorgt das Media Redundancy Protocol (MRP) für ein hochverfügbares Netzwerk, das sogar den Ausfall eines Switches oder einer Leitung kompensieren kann. Die Kommunikation innerhalb der Ventilinseln und mit weiteren intelligenten Bürkert-Geräten läuft über die Kommunikationsplattform Edip.

Die Kommunikationsplattform Edip als Tor zu Industrie 4.0

Ventile, Sensoren und Aktoren in prozesstechnischen Anlagen sind keine Einzelkämpfer. Erst wenn verschiedene Ventilfunktionen und Sensoren miteinander verknüpft werden, bekommt die Anlage eine Funktion. Klassisch übernimmt dies eine SPS. Während bei einer Kombination mehrerer Ventilfunktionen die Signalanzahl noch überschaubar ist, steigt die Informationsanzahl mit der Anbindung der Sensoren deutlich an. Dann ist es aber nicht mehr einfach, alle Möglichkeiten, die sich daraus ergeben, auch auszunutzen. Denn bei jeder noch so kleinen Änderung muss ins Programm der SPS eingegriffen werden.

Darauf hat Bürkert mit der Entwicklung der Geräteplattform Edip (Efficient Device Integration Platform) reagiert und eine praxisgerechte Lösung geschaffen, die anwendungsspezifische Lösungen auf Basis der eigenen standardisierten Plattform ermöglicht. Das autarke Sub-System wird in das vorhandene Netzwerk bzw. an den jeweiligen übergeordneten Feldbus an genau einer Stelle eingebunden. Das vereinfacht die Projektierung und minimiert Schnittstellen. Die Edip-fähigen Geräte kommunizieren über ein Interface auf Basis des Industriestandards CANopen, der mit zusätzlichen Features erweitert wurde. So ist beispielsweise kein Master notwendig und die Teilnehmer werden automatisch adressiert.

Ein wichtiger Baustein von Edip ist die PC-Software Communicator, die allen Anwendern kostenfrei zur Verfügung steht. Das Programm dient der Konfiguration bzw. Parametrierung aller intelligenten Bürkert-Produkte. Vor allem die grafische Programmieroberfläche bietet einen hohen Praxisnutzen, da sich mit ihrer Hilfe beliebige Funktionen realisieren und applikationsspezifische Prozessabläufe regeln lassen, z. B. Mischungsregelungen von Gasen, Zustandserfassungen oder eine Fehlerüberwachung. Für die individuelle Anpassung und Optimierung von Teilprozessen ist ein Eingriff ins Leitsystem somit nicht mehr zwingend notwendig. Dabei soll der Ansatz mit dezentraler Intelligenz nicht das klassische Prozessleitsystem ersetzen, sondern ist durchaus als Teil eines Gesamtsystems sinnvoll. Neben dem Einsatz in Subsystemen besteht aber auch die Möglichkeit, autarke, dezentrale Systeme zu erstellen, um schnell, einfach und kostengünstig individuelle Lösungen umzusetzen. bec

www.buerkert.de

Detaillierte Informationen zur pneumatischen Ventilinsel Typ 8647 AirLine SP:

http://hier.pro/1ppIT

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