Individuell und trotzdem flexibel

Dipl.-Ing. (FH) Stefan Dausend

Hoher Kostendruck bei der Projektierung, Konstruktion, Verdrahtung, Dokumentation, etc. führt zur Modularisierung und zur Standardisierung von Hard- und Software für die verschiedenen Ausbaustufen und Varianten einer Maschine. Die auf den ersten Blick gegensätzlichen Anforderungen – individuelle Konfiguration einer Station und flexible Ausbaustufen unter Beibehaltung der Konfiguration sowie des Steuerprogramms – werden durch das beim dezentralen Peripheriesystem ET 200S neu eingeführten Optionenhandling erfüllt.

Entsprechend den Anwenderwünschen und der geforderten Funktionalität bestehen die Peripheriesysteme meist aus einem notwendigen Minimalausbau sowie den erforderlichen Komponenten für Optionen bzw. Zusatzfunktionen. Um die Kosten für ungenutzte Ein- und Ausgangskanäle zu sparen, tendiert der Markt seit einigen Jahren verstärkt hin zu feinmodularen Peripheriesystemen, bei denen sich Anzahl und Typ der Ein- und Ausgangskanäle exakt an die Anforderung der ausgelieferten Anlage bzw. Maschine anpassen lässt. Die früher bei vielkanaligen Peripheriesystemen überzähligen und damit ungenutzten Kanäle entfallen hier. Nachteilig ist bei exakt ausgelegten Peripheriestationen jedoch, dass jede mit Optionen und Erweiterungen ausgestattete Station immer wieder neu projektiert werden muss. Aber nicht nur diese zusätzliche Projektierung verursacht Kosten, sondern auch die Konstruktion, Verdrahtung, und Dokumentation jeder Ausstattungsvariante. Um diese, zusammenfassend als Engineering-Kosten bezeichneten Aufwände zu reduzieren, ist eine ganzheitliche Betrachtung nötig.

Dabei sollen folgende Ziele erreicht werden:

Mit dem dezentralen Peripheriesystem Simatic ET 200S in Verbindung mit der Projektierung mittels Step 7 werden diese Ziele erreicht.

Dazu kann jedes Peripheriemodul einer ET 200S mit einer freien E/A-Adresse belegt werden, die sich auch bei Einfügen weiterer Peripheriemodule nicht mehr ändert. Erst dadurch ist es möglich, auch über Maschinen- und Anlagenmodule hinweg nutzbare Softwaremodule mit konstanter Peripherieadressierung zu erzeugen. Aber nicht nur die E/A-Adressen bleiben kons-tant, sondern auch die Diagnosemeldungen, die normgerecht bei Bedarf übertragen werden. Für die einfache Auswertung dieser normierten Meldungen stehen Standard-Funktionsbausteine zur Verfügung, die lediglich eingespielt und parametriert werden müssen – fertig ist die kanalgenaue Diagnose samt Bildern für die gängigsten HMI-Systeme.

Für eine Option wird die benötigte Anzahl an Peripheriemodulen projektiert. Bei häufig georderten Optionen im Serienmaschinenbau empfiehlt sich meist der Aufbau der Option mit Reservemodulen. Diese werden an Stelle der projektierten E/A-Module gesteckt und reservieren dadurch Platz und Adresse. Vorteil ist hier die Möglichkeit einer kostensenkenden Stammverkabelung, da gegenüber der Einzelverdrahtung viele Fehlerquellen und damit Prüfschritte entfallen. Eine Stammverkabelung ist möglich, da die Reservemodule keine elektrische Verbindung zu den Prozessklemmen auf dem Terminalmodul haben.

Als weiterer Vorteil bleibt der Stationsaufbau unabhängig von den bestellten Optionen konstant, wodurch auch eine aufwändige Anpassung der Dokumentation entfallen kann.

Für die schnelle und fehlersichere Verdrahtung stehen die neuen Terminalmodule mit abisolierfreier Schnellanschlusstechnik FastConnect zur Verfügung. Ohne Mehrkosten bei der Anschlusstechnik reduzieren FastConnect-Terminalmodule bis zu 60 % der Verdrahtungskosten und verhindern prinzipbedingt viele typische Verdrahtungsfehler, wie beispielsweise eine falsche Abisolierlänge. Soll eine Option nachträglich bestückt werden, so werden an Stelle der Reservemodule die projektierten Module gesteckt. Anschließend werden die entsprechenden Module per SPS-Programm freigeschaltet und so in den Datenaustausch aufgenommen. Da hierzu keine erneute Projektierung in Step 7 mehr nötig ist, können jetzt Optionen auch ohne Step 7 auf einfache und sichere Weise vor Ort nachgerüstet werden.

Alternativ dazu kann eine Option auch am Ende einer Station projektiert werden, muss aber nicht unbedingt physikalisch wirklich vorhanden und auch nicht mit Reservemodulen bestückt sein. Auch in diesem Fall kann die Option ohne erneute Projektierung nachgerüstet und diese per SPS-Programm freigeschaltet werden.

Reservemodule können selbstverständlich auch zur Reservierung von nicht genutzten Steckplätzen zum Auffüllen eines Adressbytes verwendet werden.

Bei Einsatz von Reservemodulen müssen Fehlbestückungen unter allen Betriebszuständen sicher erkannt werden. Hierzu kann für jeden Steckplatz des Peripheriesystems bereits bei der Projektierung festgelegt werden, ob dieser ein Reservemodul tragen darf. Über eine Status- und Steuerschnittstelle kann dann das Diagnoseverhalten der ET 200S-Station per SPS-Programm so gesteuert werden, dass zu jedem Zeitpunkt nur dann eine Fehlermeldung generiert wird, wenn auch tatsächlich ein falsches Modul steckt. So wird auch ein versehentlicher Austausch eines Peripheriemoduls durch ein Reservemodul zuverlässig erkannt. Ebenso kann dabei jederzeit der Typ des gesteckten Moduls abgefragt werden. Damit verbindet die ET 200S hohe Betriebssicherheit mit einfachem Handling.

Für die einfache und fehlerfreie Projektierung einer ET 200S-Station steht ein intuitiv zu bedienender Konfigurator zur Verfügung. Dieser überprüft alle Eingaben auf Einhaltung relevanter Regeln und Limits, berechnet die wesentlichen technischen Eigenschaften der Station und bietet eine fotorealistische Grafik sowie eine Darstellung der Potenzialverteilung. Zusätzlich kann die Projektierung direkt in Step 7 übernommen werden.

dei 403