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Kompakte Interfacegeräte für modulare Prozessautomation

Platz schaffen im Schaltschrank
Kompakte Interfacegeräte für modulare Prozessautomation

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Klassische Interfacegeräte passen in kompakte Schaltkästen modularer Anlagen oder mobiler Maschinen oft nicht hinein, denn es fehlt der Platz für Trenner und Verstärker mit 12 cm Tiefe. Daher erweitert Turck die IMX-Reihe jetzt um IMXK-Geräte mit nur 7,7 cm Tiefe. Sie erreichen in Sachen Geschwindigkeit, Präzision und Internationalität die Spitzenwerte der IMX-Geräte, finden aber auch in den flachen Schaltgehäusen modularer Anlagen Platz.

Der Trend zur Modularisierung macht vor der Prozessindustrie nicht halt. Er ist eine Antwort auf den gestiegenen Wunsch nach effizienterem Engineering, höherer Flexibilität und kürzeren Produkteinführungszeiten. Die Modularisierungsstrategien vieler Anlagenbauer für Hersteller chemischer und pharmazeutischer Produkte haben das Versuchsstadium hinter sich gelassen. Doch auf der Ebene der Leitsysteme sind die neuen Prozesse noch nicht optimal abgebildet. Der Namur-Arbeitskreis 1.12 hat bereits in seiner Namur-Empfehlung (NE) 148 skizziert, welche Anforderungen an die Automatisierungstechnik gestellt werden, um die modularisierte Produktion abzubilden. Die Leitsystemhersteller befinden sich noch im Prozess der Anpassung an die Anforderungen der Namur und stimmen ihre Antwort im ZVEI-Arbeitskreis Modulare Automation ab.

Angesichts dieser komplexen Gemengelage blieb manche eher banale Frage lange unbeantwortet. Auf Modulen für Prozessanlagen werden in der Regel keine Standard-Schaltschränke eingesetzt, sondern kleine Schaltkästen und -gehäuse. Diese sind nicht nur schmaler und niedriger, sondern auch weniger tief. Die Interfacetechnik der jüngsten Generation passt da oft nicht hinein. Die Geräte aller großen Hersteller sind in den letzten Jahren zwar immer schmaler geworden, aber eben auch tiefer und höher. Gerade die Tiefe von rund 12 cm kann in kompakten Schaltgehäusen mit nur 10 oder 15 cm leicht zum Problem werden.

35 % weniger Tiefe

Aus diesem Grund erweitert Turck seine Interfacegerätefamilie IMX um die kompakten IMXK-Geräte. Sie sind mit nur 77 mm um 35 % kürzer als viele der gängigen
Interfacegeräte am Markt. Ihre Breite von 12,5 und die Höhe von 117 mm ist quasi ein Branchenstandard und entspricht den klassischen IMX-Geräten von Turck. In der IMXK-Bauform kommen zunächst folgende Geräte auf den Markt: Trennschaltverstärker für digitale Eingangssignale (IMXK12-DI), Ventilsteuerbausteine für digitale Ausgangssignale (IMXK12-DO) sowie Messumformer-Speisetrenner für analoge Eingangssignale (IMXK12-AI) und Trenner für analoge Ausganssignale (IMXK12-AO).

Auch auf mobilen Geräten sind die Schaltkästen oft kleiner dimensioniert als in großen, monolithischen Prozessanlagen. Hier gereicht den IMXK eine weitere Eigenschaft zum Vorteil, die sie mit den „großen“ IMX-Geschwistern teilen: Ihr weiter Eingangsspannungsbereich von 10…30 V(DC)
erlaubt den Einsatz auf Maschinen mit 12-V-Bordnetzspannung – zum Beispiel auf Tanklastwagen. Gerade in anderen Märkten als Europa kann das entscheidend sein. Auch die Zulassungen der IMXK-Geräte werden dem Anspruch zum weltweiten Einsatz
gerecht. Die IMXK besitzen neben der IEC-Ex-Atex- und der UL-Zulassung für Europa und Nordamerika auch die Zulassungen für Korea (Kosha), China (Nepsi) und Brasilien (Inmetro).

Funktionale Sicherheit

Trotz ihrer Kompaktheit müssen sich die IMXK-Geräte in Sachen Sicherheit nicht verstecken. Dies betrifft nicht nur ihre Kernaufgabe, die klassische Ex-Trennung, sondern auch die funktionale Sicherheit, die in den vergangenen Jahren an Bedeutung gewonnen hat. Anfangs wurden die Sicherheits-Integritätslevel (SIL) noch mit Qualität gleichgesetzt. Doch nach und nach entwickelte sich bei den Anlagenbetreibern ein tieferes Verständnis für die hohen Anforderungen der IEC 61508. Turck konnte darauf bereits den Entwicklungs- und Produktionsprozess der IMX-Familie aufbauen und diese Erfahrungen jetzt auf die IMXK-Reihe ausrollen. Anerkannte unabhängige Stellen zertifizieren diesen Prozess. Umfangreiche Handbücher und Inbetriebnahmehilfen unterstützen IMXK-Anwender dabei, die Geräte in funktional sicheren Kreisen zu betreiben.

Maximale Genauigkeit

Trotz geringerer Tiefe ist es Turck gelungen, die hohe Performance der IMX-Baureihe auch für die IMXK zu halten – in Sachen Genauigkeit ebenso wie in puncto Geschwindigkeit. Das beweist der Ex-Analogsignaltrenner IMXK12-AI. Sein Elektronikdesign ist unempfindlich gegenüber äußeren Einflüssen wie etwa Temperatur- oder Spannungsschwankungen. Damit wird der Einfluss des Interfacegeräts auf die GesamtPerformance eines kompletten Messkreises deutlich reduziert. Das Gerät arbeitet präziser und trägt so auch den gestiegenen
Genauigkeitsanforderungen der Feldgeräte Rechnung.

Wichtig ist bei der Betrachtung der Genauigkeit aber nicht nur die Angabe des Linearitätsfehlers der Geräte. Viele andere Fehler, die in den Datenblättern der Hersteller meist nur verklausuliert auftauchen, sollten ebenfalls nicht außer Acht gelassen werden. Anhand der Datenblattangaben allein lassen sich die Geräte daher kaum vergleichen. Umgebungseinflüsse wie Temperatur, Versorgungsspannungsschwankungen oder
Veränderungen der angeschlossenen Last können einen erheblichen Einfluss auf die Performance der Geräte nehmen. Turck spezifiziert diese Fehler und Praxisbedingungen und rechnet in den Gesamtfehler Effekte wie etwa Wiederholbarkeit und Hysterese ein. Zusammen mit dem Temperaturkoeffizienten errechnet sich daraus die sogenannte Total Performance. Sie spiegelt nicht abstrakte Laborbedingungen, sondern die Performance in der Praxis wider. Die Analogsignaltrenner und Temperaturmessverstärker der IMX- und IMXK-Reihe haben mit Blick auf die Genauigkeit nachweislich die beste Gesamt-Performance aller 12,5-mm-Interfacegeräte.

Hans Turck GmbH & Co.KG, Mülheim an der Ruhr


Autor: Klaus Ebinger

Leiter Produktmanagement Interfacetechnik,

Turck

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