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Schwerpunkt Kommunikationstechnik

I/O-Module – Dank der Fähigkeit, verschiedene Busse gleichzeitig zu bedienen, sowie einem erweiterten Temperaturbereich reduzieren neue I/O-Geräte von Turck die Variantenvielfalt in Anlagen. von Michael Kleine

10. Februar 2014

Intern nennt Turck seine neuen Block-I/O-Module der Familien TBEN und TBDP gern auch Block-I/O 4.0. »Das tun wir, weil sie so viele Aspekte von Industrie 4.0 abdecken«, sagt Jörg Kuhlmann, Leiter Produktmanagement Feldbustechnik bei Turck.

Schlüsselworte der neuen Modulreihen sind Vereinfachung und Reduzierung. Das schlägt sich übergeordnet im stark verschlankten I/O-Portfolio von Turck nieder. Ein Grund dafür: Alle Stationen arbeiten jetzt bei Temperaturen von 40 bis 70 Grad Celsius, vorher erstreckte sich der Bereich nur von null bis 55 Grad Celsius. »Der Kunde kann sein ausgewähltes Gerät jetzt in viel mehr Anwendungen einsetzen. Das unterstützt ihn im Wettbewerb, und wir als Unternehmen können der Herausforderung besser begegnen, globaler agieren zu müssen«, erklärt Jörg Kuhlmann. »Denn unsere Geräte funktionieren in Automobilapplikationen im kalten Kanada genauso reibungslos wie bei einem Einsatz in Indien.« Ersatzteilhaltung und Modulvielfalt reduzieren sich auch, weil es bei allen neuen Geräten nur noch Ausgänge mit zwei Ampere gibt.

Von den neuen Block-I/O-Modulen gibt es im ersten Schritt vier verschiedene Geräte der Serie TBEN mit Multiprotokoll und die Variante TBDP nur mit Profibus DP, denn hier gibt es laut Jörg Kuhlmann nach wie vor eine breite installierte Basis. Zur Verfügung stehen 16 Kanäle, also acht Ein- und acht Ausgänge, alternativ lassen sich alle 16 auch einzeln konfigurieren. Diese frei programmierbaren Digitaleingänge wurden konsequent in galvanisch getrennte Potenzialgruppen separiert. »Das haben wir geschafft durch eine optimalere Zuordnung der Versorgungsspannung zu den Kanälen. So ist auch das sicherheitsgerichtete Abschalten von Teilen der Anlage über Notaus-Kreise in jedem Fall möglich.«

Vereinfacht wurde auch die Handhabung der Module. »Es gibt zwei statt vier Befestigungslöcher mit Durchmesser M6, die mittig angeordnet sind. Dieses Maß ist vor allem im Automobilbau sehr verbreitet, fast jeder Instandhalter hat in seinem Kittel irgendwo einen M6er-Gewindeschneider«, weiß Jörg Kuhlmann.

Im Vergleich zu den bisherigen Geräten sind die neuen Block-I/O wesentlich robuster. Sie halten die hohe Schutzart IP67, sind voll vergossen ausgelegt und damit schock- und schwingungsfest. »Die Qualität der Verarbeitung ist für uns wichtig, und wir halten sie deshalb sehr hoch«, ergänzt der Produktverantwortliche.

Die zugehörigen Steckverbinder funktionieren mit Hilfe des bewährten Plug & Play, auch hier stand die einfache Handhabung im Vordergrund. Die Geräte sind zudem schnell, da es keine unterlagerte Kommunikation gibt. Sie sind direkt per Profinet zu betreiben. Der Gerätetausch passiert ganz einfach über Drehschalter. Auf Displays hat Turck verzichtet. Jörg Kuhlmann: »Wir konstruieren hier eher konservativ und setzen auf Drehschalter, die vor allem in den USA sehr gut gelitten sind. Wir haben ein kundenspezifisches Projekt in den USA, da will der Kunde sogar auf Ethercat-Boxen Drehschalter sehen.«

Multitalente in Sachen Ethernet

Alle neuen I/O-Module können mehrere Ausprägungen des Ethernets verarbeiten. Turck hat dieses Feature aus eigener Kraft entwickelt und bezeichnet es intern als Multiprotokoll-Technologie. So können die Geräte sehr flexibel reagieren. »Wir lernen ständig dazu, was beim Multiprotokoll alles möglich ist, und haben es geschafft, mit Profinet, Ethernet IP und Modbus drei wesentliche Ethernet-Protokolle in einem Gerät zusammenzufassen«, sagt der Produktmanager. »Das Gerät kann also aus der Box heraus an jeder Steuerung betrieben werden und das einzelne Dateiprotokoll unterstützen. Es ist nicht notwendig, Schalter umzulegen oder Filme einzuspielen. Wir prüfen den Traffic und wählen dann die passende Betriebsart aus.«

Durch die Multiprotokoll-Technologie kann Turck die Variantenvielfalt erheblich reduzieren, denn jetzt ist es möglich, höhere Stückzahlen zu produzieren, weil ein Gerät viel mehr Funktionen erfüllt. »So haben wir Vorteile in Unterhaltung und Logistik und eine höhere Economy of Scale«, erklärt Jörg Kuhlmann. Argumente dafür liefern vor allen die Kunden selbst. Im Anlagenbau kommen häufig verschiedene Steuerungen und Protokolle zum Einsatz. »Diese können wir jetzt eins zu eins bedienen. Der Kunde muss nur noch die Steuerung austauschen, das komplette Engineering mit allen Plandaten, Konstruktionszeichnungen und Montageanweisungen bleibt gleich. Das gilt auch, wenn an einzelnen Stellen der Produktion einmal Ethernet, dann Ethernet IP oder sehr häufig auch Profinet vorkommt.«

Bei Profinet liegt ein großes Augenmerk auf dem Thema Network Maintenance. »Wir als Hersteller wissen, wie ein Gerät funktioniert, wie groß es ist, wie breit, was es wiegt, wie viele Anschlüsse es hat und welche Protokolle eine Rolle spielen. Für den Anlagenbetreiber aber zählt das Netzwerk, das er erhalten hat und dessen Kommunikationsqualität er beurteilen muss.« Bei den maßgeblichen Feldbussen sei aber oft unklar gewesen, welche Peripheriegeräte involviert sind, und die Planungs- oder Konstruktionsdaten waren oft auch nicht sauber hinterlegt. Dank neuer Technologien bei Profinet kann der Betreiber sein Netz auch im Nachhinein noch genau identifizieren und diagnostizieren. »Darum ist dieser Standard in den neuen Block-I/O auch sehr wichtig und komplett abgedeckt.«

Mit Profinet oder Ethernet IP lässt sich gleichermaßen auf SPS-Ebene kommunizieren. »Hier liegt eine Grundvoraussetzung, um Daten auszutauschen, Parameter zu setzen oder Diagnosen auszuführen. Das muss im Standardbetrieb funktionieren.« Die neuen Block-I/O erfüllen diese Notwendigkeit, darüber hinaus ist aber auch die Nähe zwischen PC-Ebene und SPS-Ebene gegeben. So kann der Kunde Adressen einfach und sicher zuweisen und Einstellungen vornehmen, die über die reine Kommunikation mit den Nutzdaten hinausgehen.

Auf einen Blick

Die neuen Block-I/O-Module

- Turck bietet im ersten Schritt vier verschiedene Geräte der Serie TBEN mit Multiprotokoll und die Variante TBDP nur mit Profibus DP.

- Frei programmierbare Digitaleingänge separiert in galvanisch getrennte Potenzialgruppen.

- Mit Profinet, Ethernet IP und Modbus drei wesentliche Ethernet-Protokolle in einem Gerät zusammengefasst.

Erschienen in Ausgabe: 01/2014