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Interfacetechnik 2.0

Hohe Kanaldichte sorgt für Platz im Schaltschrank
Interfacetechnik 2.0

Die Interfacemodul-Backplane von Turck kombiniert auf kleinstem Raum bis zu 32 I/O-Kanäle mit galvanischer Trennung und redundanter Stromversorgung und schafft damit Platz im Schaltschrank. Hart-durchlässige Analogkarten und DTM-parametrierbare Temperaturmessverstärker komplettieren die I/O-Lösung und ermöglichen so ein durchgängiges Konzept in der Ebene zwischen Feldgeräten und Prozessleitsystem.

Der Autor: Klaus Ebinger Produktmanager Interfacetechnik und Prozesssensorik, Turck

Mit der Interfacemodul-Backplane (IMB) hat Turck sein umfangreiches Portfolio um eine robuste und extrem kompakte I/O-Lösung erweitert. Auf einer Fläche von nur 175 x 210 mm bieten die Modulträger Platz für acht Interfacemodule – und damit für bis zu 32 digitale oder bis zu 16 analoge Ein-/Ausgänge. So können Anwender, abhängig von ihrer Applikation, Schaltschränke mit einer enormen Dichte von bis zu 1152 Kanälen realisieren.
Mit standardisierten analogen und digitalen Systemkupplungen für die Leitsysteme Honeywell C300, Emerson DeltaV und Yokogawa Centum, redundanter Spannungsversorgung und hoher Temperaturbeständigkeit ermöglichen die IMBs eine hohe Flexibilität im Schaltschrank. Dank ihres, im Vergleich zu Hutschieneninstallationen, geringeren Kanalpreises bietet sich die einfach zu handhabende Point-to-Point-Lösung IMB für voll ausgebaute Schaltschränke mit mehreren Hundert Ein- und Ausgängen ebenso an wie für einfachere Anwendungen mit wenigen I/Os.
Minimaler Engineering-Aufwand
Da die Backplane die komplette Anschluss-ebene vereint und die galvanische Trennung der I/O-Kanäle einfach durch Aufstecken der Interfacekarten realisiert werden kann, sinkt der Engineering-Aufwand für die gesamte Interfaceebene enorm – im Wartungsfall ebenso wie bei einzuplanenden Erweiterungen. Die einfach zugänglichen Schraub- oder Federklemmanschlüsse sowie die farblich und räumlich getrennten Systemanschlüsse verhindern Anschlussfehler. Darüber hinaus bietet das System eine komfortable „Hot-Swap“-Funktionalität. Da die Pinbelegung der Systemanschlüsse direkt an das jeweilige Leitsystem angepasst ist, kann der Anwender auf spezielle Anschaltmodule verzichten und stattdessen vorkonfektionierte, kostengünstige und lagerhaltige 1:1-Kabel verwenden.
Sicherheit on board
Als Rangierebene der gesamten I/O-Lösung ist die Backplane ein rein passives Bauteil. Im Unterschied zu ähnlichen Systemen befindet sich auf der Hardware kein aktives Bauteil, das bei seinem Ausfall die gesamte Trennerebene zum Erliegen bringen könnte. Da zudem jede einzelne Interfacekarte abgesichert ist, ist die Verfügbarkeit der Trennerebene auch im Fall einzelner Kanalausfälle sichergestellt. Mit der IMB realisiert Turck zudem ein einfaches Redundanzkonzept für die Verbindungsebene zum Leitsystem. Konnten unterbrochene Verbindungen bei traditioneller Punkt-zu-Punkt-Verkabelung bisher nur durch eine Verdopplung der eingangsseitigen Signale kompensiert werden, so ermöglichen die redundanten Anschlüsse für die I/O-Karten der Leitsysteme auch voneinander getrennte Sicherheitskonzepte für Elektronik und Verkabelung.
Neben der Verfügbarkeit der Interfaceebene und damit zusammenhängend der gesamten Anlage, spielt auch deren Energiebilanz eine wichtige Rolle für Anlagenbetreiber. Schließlich steht und fällt die Effizienz eines Prozesses mit seinen Gesamtkosten (Total Cost of Ownership), zu denen die Energiebilanz schleifengespeister 4…20-mA-Transmitter einen nennenswerten Teil beitragen kann. Hier haben die Entwickler eine Reduktion des Energieverbrauchs für die Transmitterspeisekarten (AIA) erreicht, ohne die Leistung der Transmitter zu beeinträchtigen. Auch die schleifengespeisten analogen Ein-/Ausgangskarten arbeiten enorm energieeffizient.
Transparenz bis in die Feldebene
Sowohl die zweikanaligen analogen Input-/Output-Interfacekarten als auch die ebenfalls verfügbaren Messumformer-Speisetrenner sind Hart-durchlässig. Ein auf das Analogsignal aufmoduliertes Hart-Signal ermöglicht dabei den direkten Durchgriff auf erweiterte Informationen aus der Feldgeräteebene. Auf Basis spezieller „Gerätetreiber“ – der sogenannten DTMs – können Anwender so die eingesetzten Temperaturmessverstärker und die Feldinstrumentierung unterhalb der Trennerebene einfach über ein einziges herstellerunabhängiges Engineeringtool parametrieren – beispielsweise über die kostenlose Projektierungssoftware Pactware. Mit dem Parametrierungstool lassen sich die DTMs unabhängig vom Busprotokoll sehr leicht verwalten, Eigenschaften und Einstellungen visualisieren und die angebundenen Geräte anwenderfreundlich mit wenigen Mausklicks parametrieren.
Darüber hinaus bringen die Interfacekarten auch Diagnose-LEDs zur Überwachung der jeweiligen Betriebszustände mit. Bis zu vier Zweifarben-LEDs (digitale Ein-/Ausgangskarten) zeigen in Gelb die Schaltzustände der überwachten Ausgänge an. Im Fall eines Fehlers im Eingangskreis wechselt – bei eingeschalteter Eingangskreisüberwachung – die entsprechende LED auf Rot, woraufhin das zugehörige Ausgangsrelais und das Störmelde-relais geschaltet werden. Somit ermöglichen die Interfacekarten die Funktionskontrolle der I/O-Ebene direkt vor Ort im Schaltschrank.
Ebenso wie die Hutschienen-Interfacegeräte zeichnen sich auch die IMB-Interfacekarten durch ihre hohe Temperaturspezifikation aus. Mit einem Betriebstemperaturbereich von -20 bis +70 °C eignen sich die damit bestückten Modulträger auch für die Installation in nicht klimatisierten Schaltschränken oder in den durch Lüfterwärme stärker belasteten oberen Schrankbereichen. Das Design des Modul- trägers gewährleistet eine effiziente Wärmeabfuhr.
Halle 11.1, Stand A25
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