Ein Bus für alle

Industrieelektronik

Feldbustechnik – Das weltweit verbreitete Übertragungsprotokoll Profibus kann sowohl in der Fertigungs- als auch in der Prozessautomation eingesetzt werden. Ausgereifte Produkte erleichtern zudem die Integration in Ethernet-basierte Profinet-Netzwerke.

13. November 2012

Mit mehr als 40 Millionen installierten Geräten ist das 1989 eingeführte Profibus-Protokoll das weltweit führende industrielle Bussystem zur Ansteuerung der dezentral verbauten Sensoren und Aktoren durch eine zentrale Steuerung. In der Prozess- und Verfahrenstechnik dient die Variante Profibus PA zudem dem Datenaustausch zwischen Messgeräten, Aktoren und Leitsystemen. Da vorhandene Profibus-Systeme sich heute in Ethernet-basierte Profinet-Netzwerke einbinden lassen, sind zudem die Investitionen der langjährigen Feldbus-Anwender zukunftssicher geschützt. Der Interface- und Automatisierungsspezialist Phoenix Contact aus Blomberg erweitert deshalb permanent sein umfassendes Portfolio an Komponenten und Systemen für die Protokolle Profibus DP und Profibus PA sowie für den Umstieg auf die Profinet-Technologie.

Kern des Profibus-Programms sind verschiedene I/O-Systeme in Schutzart IP20 und IP65/67, die die Prozessdaten im Feld einsammeln und über einen Profibus-Buskoppler an die übergeordnete Steuerung weiterleiten. Je nach Anforderung können die Module in kompakter Blockbauform oder als modular erweiterbare Station bezogen werden. Immer dann, wenn eine feste, relativ geringe Anzahl von I/Os in das Profibus-System integriert werden soll, bieten die Inline-Block-I/O-Module in Schutzart IP20 Vorteile bezüglich Handhabung und Kosten. Die flachen Komponenten vereinen Buskoppler und I/O-Modul in einem Gerät und sind für den Einsatz in Klemmkästen optimiert. Mit dem Automatisierungsbaukasten Inline-Modular-I/O lassen sich die I/O-Stationen je nach Applikationsanforderung flexibel zusammenstellen, indem der Profibus-Buskoppler einfach um die benötigten Standard- und Funktionsklemmen ergänzt wird. Zur Verfügung stehen neben digitalen und analogen Ein- und Ausgängen mit unterschiedlicher Kanalanzahl auch vielfältige Funktionsmodule beispielsweise zum Zählen von Ereignissen, zum Generieren von Impulsen, zum Schalten von Leistungen, zum Erfassen und Anfahren von Positionen oder zum Regeln von Drehzahlen. Die Ex-i-I/O-Module erlauben die Realisierung eigensicherer Anwendungen, während sichere I/O-Klemmen mit SafetyBridge-Technology nach Bedarf in der Applikation verteilt werden können, um eine netzwerkunabhängige Safety-Lösung aufzubauen.

Rasanter Datenaustausch

Den Datenaustausch in Echtzeit ermöglicht das I/O-System Axioline in Schutzart IP20. Dieses System ist so schnell wie eine Parallelverkabelung, so dass die Übertragungsgeschwindigkeit lediglich vom überlagerten Bussystem bestimmt wird. Mit einer typischen Update-Zeit von 200 Mikrosekunden ist der Axioline-Profibus-Koppler etwa fünfmal schneller als gängige I/O-Systeme. Weitere Vorteile sind darüber hinaus die robuste Bauform, eine hohe elektromagnetische Verträglichkeit sowie eine einfache, werkzeuglose Verdrahtung auf Basis der Push-In-Anschlusstechnik.

Eine Lösung für den direkten Einbau in die Maschine oder Anlage ist das bewährte Fieldline-System in Schutzart IP65/67. Analog zum Inline-System gibt es hier kompakte Stand-Alone-Varianten in Blockbauform zur dezentralen Erfassung eines geringen I/O-Aufkommens sowie modulare, anpassbare Komponenten. Alle Geräte lassen sich flexibel auf jedem planen Untergrund montieren und über vorkonfektionierte Leitungen mit M12-Steckverbindern einfach installieren.

Den Aufbau weitläufiger Anlagen ermöglichen unterschiedliche Konverter, Repeater und Extender, mit denen sich die maximale Länge eines Profibus-Segments von 1.200 Metern erweitern, eine höhere Verfügbarkeit sicherstellen sowie zusätzliche Geräte ankoppeln lassen. Die Konverter der Produktfamilie PSI-MOS setzen zudem die Signale der kupfergebundenen Profibus-DP-Schnittstellen auf Lichtwellenleiter um und ermöglichen so eine zuverlässige Kommunikation in störbehafteter Umgebung. In Kombination mit dem Profibus-Repeater lässt sich das Netzwerk um ein Vielfaches ausdehnen sowie die Teilnehmerzahl erweitern. Außerdem lassen sich damit Sternverteiler mit einer Mischung aus Kupfer- und LWL-Kanälen einfach aufbauen.

Einfache Vernetzung

Die Vernetzung von Profibus-Geräten, die bis zu 20 Kilometer voneinander entfernt sind, ermöglicht der Profibus-Extender, der die Daten beispielsweise über eine unternehmenseigene Telefonleitung weiterleitet. Das robuste SHDSL-Modulationsverfahren erlaubt eine Übertragungsgeschwindigkeit bis 1,5 Megabit pro Sekunde.

Die Verbindung zu einem Profibus-Teilnehmer an schwer zugänglichen Orten oder auf einem beweglichen Anlagenteil ermöglicht ein vorkonfiguriertes Bluetooth-Profibus-Set in Schutzart IP20. Die zwei fest miteinander gepaarten Bluetooth-Konverter müssen lediglich angeschlossen und eingeschaltet werden, um eine bis zu 150 Meter lange Funkstrecke aufzubauen. Das manipulations- und abhörsichere System überträgt 16 digitale und zwei analoge Signale bidirektional und ersetzt damit ein 40-adriges Signalkabel. Soll das Funksystem direkt in der Maschine oder Anlage montiert werden, verbindet das Wireless-I/OSystem aus der Produktfamilie Fieldline Modular die I/O-Signale mit der Feldbus-Infrastruktur.

Da inzwischen abzusehen ist, dass die bewährte Feldbustechnik mittelfristig durch Ethernet-basierte Systeme wie beispielsweise Profinet abgelöst wird, bietet Phoenix Contact zum Schutz der erheblichen Investitionen der Anwender in ihre Profibus-Systeme eine Proxy-Lösung, mit der sich solche Systeme komfortabel in das Profinet-Netzwerk einbinden lassen. Die hutschienenmontierbare Komponente mit vier Ethernet-Ports ist flexibel als Switch nutzbar und bietet ein optimiertes Zeitverhalten, weil die Prozessdaten der bis zu 126 Profibus-Teilnehmer zusammengefasst werden. Dazu kommen außerdem verschiedene Gateways für die Verbindung verschiedener Standards. So erlaubt ein Gerät in Kombination mit den seriellen RAD-Funkmodulen die bidirektionale Integration von drahtlos via Trusted-Wireless-Technologie vernetzten I/O-Stationen in das Profibus-Netzwerk. Mit einem weiteren Gateway lassen sich die Hybrid-Motorstarter Contactron einfach mit dem Profibus-Netzwerk verbinden, um viele Motoren sicher zu steuern und zuverlässig zu überwachen.

Auf einen Blick

-Das umfangreiche Produktprogramm des Elektrotechnik- und Automatisierungsspezialisten Phoenix Contact aus Blomberg in Ostwestfalen bietet eine Vielzahl von Systemen und Lösungen zum Aufbau von dezentralen Automatisierungslösungen auf Basis des Profibus-Protokolls.

-Die verschiedenen I/O-Systeme, Buskoppler, Repeater und Konverter ermöglichen die unterschiedlichsten Anwendungen.

Erschienen in Ausgabe: 08/2012