Wie lässt sich kommunikativer Überstromschutz in Automatisierungsanwendungen integrieren?

  • IO-Link Automatisierungssystem mit EM12D-TIOIO-Link Automatisierungssystem mit EM12D-TIO
  • IO-Link Automatisierungssystem mit EM12D-TIO
  • Der EM12D-TIO mit angeschlossenen REX12D-Sicherungsautomaten

Überstromschutz lässt sich auf verschiedene Arten in Automatisierungsanwendungen integrieren. Dabei stehen unterschiedliche Schnittstellen mit unterschiedlichen Protokollen zur Verfügung – eine davon ist IO-Link.

E-T-A hat sich beim intelligenten Einspeisemodul EM12D-TIO für IO-Link entschieden, eine weltweit standardisierte Verbindung zu Sensoren und Aktoren. Die Verbindung erfolgt über Standard-Dreiaderleitungen für Sensoren und Aktoren – eine bislang bewährte Methode. Und da es sich beim Überstromschutz sowohl um einen Sensor als auch einen Aktor handelt, spricht alles für die Verwendung von IO-Link.
Schon bei der Inbetriebnahme einer Anlage oder Maschine können die gelieferten Informationen unterstützen. So lässt sich beispielsweise der bei der Projektierung ermittelte Laststrom pro Kanal zu jeder Zeit kontrollieren. Andernfalls müsste eine Person vor Ort mit einem geeigneten Messgerät den Laststrom überprüfen. Diese Werte lassen sich dann automatisiert in ein Inbetriebnahme-Protokoll für spätere Kontrollen überführen. Befindet sich die Anlage oder Maschine in Betrieb, helfen die gelieferten Informationen der Instandhaltung mögliche Fehlentwicklungen frühzeitig zu erkennen und einen Stillstand zu vermeiden. Überschreitet der Laststrom den eingestellten Grenzwert, wird eine Warnung ausgegeben. Das ermöglicht die Ermittlung und Beseitigung der Ursache in einer Wartungsschicht, ohne die Produktion stillzulegen. Da die Sicherungsautomaten nicht immer gut zugänglich sind, kann man so aus der Ferne seinen Status abrufen oder den Automaten im Auslösefall auch quittieren.

IO-Link-Master

Bei IO-Link handelt es sich um eine Peer-to-Peer-Verbindung, also eine Verbindung zwischen dem Port eines IO-Link-Masters und einem IO-Link-Device. In unserem Fall handelt es sich um eine Verbindung zwischen dem Master und dem EM12D-TIO über eine Standardsensorleitung. IO-Link-Master sind für die unterschiedlichen Feldbusse erhältlich, wodurch der Integrator die ihm bekannte Automatisierungsumgebung wählen kann. Der IO-Link-Master wird mit der Gerätebeschreibungsdatei in die Hardware-Konfiguration des Automatisierungssystems eingebunden.

Damit das Automatisierungssystem mit dem IO-Link-Master über die feldbusabhängigen Mechanismen kommunizieren kann, ist es erforderlich, hier die feldbusabhängigen Einstellungen durchzuführen.

IO-Link-Device EM12D-TIO

Für die Nutzung eines Sensors oder Aktors (Device) ist die Konfiguration des IO-Link-Masters wichtig. Das geschieht entweder über ein Tool des Master-Herstellers oder über die Hardware-Konfiguration des Automatisierungssystems. Die Konfiguration mittels Tool gestaltet sich einfach: Jedes Gerät hat eine IODD-Datei (IO Device Description), in der Einzelheiten wie das Prozessabbild der Ein- und Ausgänge oder Parameter beschrieben sind. Die Datei erhält man entweder vom Hersteller oder in vielen Fällen auch im Internet unter: https://ioddfinder.io-link.com/#/. Diese Seite wird von der IO-Link Community bereitgestellt. Mitglieder können dort die IODDs ihrer Geräte hochladen. Nachdem die Datei ins Tool geladen wurde, kann man sie dem Port zuordnen, an welchem das Device angeschlossen ist. Wird die Konfiguration in den Master geladen, ist er bereit mit dem Device zu kommunizieren. Jetzt können alle Informationen ausgelesen und angezeigt werden.
Beim EM12D-TIO hängt die Anzeige von der Anzahl der angeschlossenen REX12D-Sicherungsautomaten ab. Neben den tatsächlich angeschlossenen Komponenten werden auch die entsprechenden Geräteinformationen mit den dazugehörigen Statusinformationen angezeigt.

Alle Daten und Parameter des Device können nicht nur über die Tools der Hersteller, sondern auch über die Steuerung ausgelesen und in einer Visualisierung angezeigt werden.

Zyklische Daten EM12D-TIO

Mit dem Einbinden des Device in die Hardware-Konfiguration stehen die wichtigsten Informationen des Überstromschutzes sofort im EA-Bereich des Automatisierungssystems zur Verfügung. Dazu gehören Statusinformationen wie „Kanal ein“, „Kanal mit Überlast ausgelöst“, „Kanal mit Kurzschluss ausgelöst“, „der Kanal wurde manuell abgeschaltet“ oder „die Vorwarnschwelle wurde überschritten“. Der aktuelle Laststrom wird ebenfalls übertragen.

Azyklische Daten EM12D-TIO

Informationen, die sich in der Regel nur selten ändern, werden nur auf Anfrage zur Verfügung gestellt, um die Kommunikation nicht unnötig zu belasten. Dazu gehören zum Beispiel der Nennstrom eines Kanals oder die Vorwarnschwelle.

Bausteine für die Steuerung und die Visualisierung

Durch die Funktionsbausteine muss man nur einmal eine Automatisierungssoftware für die verwendete Umgebung erstellen. Falls notwendig, kann man diese dann mehrfach in einem Projekt verwenden. Es ist auch möglich eine Bibliothek zu erstellen, die dann ebenfalls in anderen Projekten verwendet werden kann.

Support für IO-Link-Neueinsteiger

Zur Unterstützung für IO-Link-Neueinsteiger stellen die Master-Hersteller Beispiele zur Verfügung, um die Integration von Sensoren oder Aktoren zu vereinfachen. Auch E-T-A als IO-Link-Device-Hersteller unterstützt den Kunden bei der Integration der Geräte, damit der Nutzen von Anfang an im Vordergrund steht.

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