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Werkzeuglos montierbar

Feldbusfähiges Automatisierungskonzept zur kompletten Schaltschrankinstrumentierung
Werkzeuglos montierbar

Die Konzeption des modularen Automatisierungssystems Inline 8644 zur wirtschaftlichen Schaltschrankinstrumentierung findet vor allem bei Planern und Betreibern von Anlagen mit rauher Produktionsumgebung großen Anklang. Das elektropneumatische System, das sich durch platzsparende Montage mit minimalem Verkabelungsaufwand auszeichnet, eignet sich unter anderem für Brauereien und Molkereien.

Dipl.-Ing. Peter Spiel

Die Idee zur Entwicklung dieses Automatisierungskonzepts, bei dem pneumatische Ventilinseln mit elektrischen Funktionseinheiten ein durchgängiges Gesamtkonzept zur Ansteuerung pneumatischer Antriebe bilden, entstand aus folgenden, häufig geäußerten Anwenderwünschen:
• Zusammenwachsen von elektrischen und pneumatischen Baugruppen in einem Schaltschrank,
• Aufbau von dezentralen elektropneumatischen Einheiten in der Peripherie,
• die Möglichkeit zur eigenständigen Konfiguration und Montage von Ventilinseln und elektrischen Baugruppen, verbunden mit der
• leichten Nachrüstbarkeit bestehender Systeme.
Systemaufbau
Mit dem Inline-System Typ 8644 ist es gelungen, auf Grundlage einer einfachen werkzeuglosen mechanischen Rasttechnik ein durchgängig feldbusfähiges und zugleich modulares Automatisierungskonzept zu entwickeln. Je nach Anwendung, kann der Leistungsumfang des Systems optimal konfiguriert werden. Dabei sind geringe Ausbaustufen mit wenigen elektrischen und pneumatischen Modulen ebenso möglich wie der Aufbau von Systemen mit zusätzlichen Sicherheitsmodulen zur Automatisierung kritischer Prozesse – ein zusätzliches Maß an Sicherheit ohne kostspielige Querverdrahtung.
Der Einbau erfolgt entweder im klassischen Schaltschrank oder in dezentral aufgebauten Schaltkästen. Die pneumatischen und elektrischen Module werden auf einer Standard-DIN-Schiene montiert. Sie lassen sich werkzeuglos und selbstverdrahtend, ohne die bisher nötigen Querverdrahtungen, einrasten. Die hohe Leistungsdichte der Module ermöglicht einen platzsparenden Aufbau des Gesamtsystems. Minimaler Verkabelungsaufwand durch Rasttechnik und der reduzierte Platzbedarf führen zu spürbar reduzierten Kosten beim Schaltschrankbau.
Durch die gezielte Vereinheitlichung aller mechanischen und pneumatischen Komponenten ergibt sich ein modular aufbaubares System, das sich durch die freie Kombinierbarkeit von Modulen unterschiedlicher Funktionalität auszeichnet.
Der Anwender kann das System vor Ort eigenhändig und genau auf seine Anforderungen abgestimmt zusammenstellen und ebenso leicht nachträgliche Änderungen und Erweiterungen vornehmen.
Die Integration in den vertikalen und horizontalen Prozeß erfolgt wahlweise über eine Profibus DP-, InterBus-S- bzw. Interbus-Loop-Schnittstelle. ASI- und DeviceNet-Schnittstellen sind in Vorbereitung. Durch die interne Weiterschaltung sind separate Feldbusanschaltungen für einzelne Teilnehmer überflüssig. Mit nur einer Feldbusanschaltung kann eine große Anzahl von elektrischen und pneumatischen Modulen aufgebaut werden. In das System können Gateways für andere Feldbusprotokolle integriert werden, so daß die Einbindung von IP-65 Feldgeräten leicht möglich ist.
Das Ventilsystem
Das Ventilsystem Inline 8644 basiert auf erprobter Technologie. Als Vorsteuerventil wird ein 10 mm Wippenventil verwendet, das gegenüber herkömmlichen Hubankermagnetventilen deutliche Vorteile aufweist.
Der wippenähnliche Anker ist nahezu verschleißfrei aufgrund seiner speziellen mechanischen Lagerung. Es tritt bedeutend weniger Reibung auf als beim Hubanker der zusätzlich beim Schalten jeweils am Dom und Sitz anschlägt (höhere Lebensdauer der Wippe). Die Wippe benötigt keine Grundschmierung und kann ohne Verringerung der Lebensdauer mit ungeölter Luft betrieben werden. Das an die Vorsteuerung angeschlossene Hauptventil ist als Sitzventil, in Verbindung mit einer Membran, ausgeführt, wodurch der Betrieb – auch mit ölhaltiger Luft – verklebungsfrei möglich ist.
Vorteile dieses Systems sind:
• kein Aufquellen und Verkleben der Kolbendichtungen (hohe Funktionssicherheit, kein Stick Slip-Effekt),
• kleinere Hubwege beim Schalten als beim Kolbenschieber und damit auch geringere Verschleißanfälligkeit und somit höhere Lebensdauer des Sitzventils sowie
• schnelle Schaltzeiten.
Die Ventile sind in Kunststofftechnik gefertigt, um eine möglichst hohe Packungsdichte bei geringem Gewicht zu erreichen. Das System umfaßt Versorgungselemente mit Manometern sowie die Möglichkeit der Verkettung unterschiedlicher Druckstufen mit integrierten Druckregler.
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