Funktionsbausteinbibliothek reduziert Programmieraufwand

Industrial Automation
Funktionsbausteinbibliothek
reduziert Programmieraufwand
Kleinsteuerungen übernehmen heute eine Vielzahl komplexer
Aufgaben. Dazu werden unterschiedliche IO-Signale
verarbeitet, und umfangreiche Kommunikationsmöglichkeiten
sorgen für den Datenaustausch mit vor- und nachgelagerten
Prozessen sowie mit Leitsystemen. Funktionsbausteine bieten
eine Möglichkeit, den daraus resultierenden Programmierund Inbetriebnahmeaufwand zu senken und gleichzeitig die
Betriebssicherheit der Automatisierungslösungen zu erhöhen.
Aufgrund des guten Preis-Leistungs-Verhältnisses bietet sich das
Easy-Automation-System
von
Phoenix Contact [1] insbesondere zur
Automatisierung kleiner und mittelgroßer Maschinen an. Dazu stellt die
auf den Kleinsteuerungen der 100erLeistungsklasse basierende Lösung
sämtliche notwendigen Komponenten
zur Verfügung. Diese sind so aufein-
ander abgestimmt, dass sie sich problemlos kombinieren und bei Bedarf
austauschen lassen (Bild 1).
Ab sofort gestaltet sich die Umsetzung der Automatisierungsaufgabe
mit den Kleinsteuerungen noch einfacher, denn eine umfangreiche Palette
an Funktionsbausteinen unterstützt
bei der Programmierung. Für alle spezialisierten Peripheriemodule sind
Burkhard Werner
plexität erhältlich. Die Software, die
an die Nutzung in Standardmaschinen
angepasst ist, erlaubt die intuitive Erstellung der Steuerungsprogramme in
den Programmiersprachen Kontaktplan (KOP/LD) und „Strukturierter
Text“ (ST), was den Zeitaufwand weiter senkt.
Einfache Integration
der Peripheriemodule
Zum Anschluss der Sensoren und
Aktoren in Schutzart IP20 lassen sich
die Kleinsteuerungen durch Anreihen
der IO-Module aus dem Inline-Installationsbaukasten flexibel erweitern.
Außerdem koppeln dezentrale IO-Module in Schutzart IP65 die Peripherie
Bild 1. Eine breite Palette von Funktionsbausteinen vereinfacht den Aufbau des Easy-Automation-Systems
Dipl.-Ing. Burkhard Werner ist Mitarbeiter im Systemmarketing bei der
Phoenix Contact Electronics GmbH in
Bad Pyrmont.
E-Mail: [email protected]
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Software-Bausteine geschaffen worden, über die sie sich in das Anwendungsprogramm einbinden lassen. Die
Bibliothek beinhaltet ferner spezialisierte Funktionsbausteine für viele
Applikations- und Kommunikationsaufgaben (Bild 2).
Zur Programmierung der Kleinsteuerungen ist eine kostenfreie Entwicklungsumgebung mit reduzierter Kom-
an. In beiden Fällen vereinfacht das
Prinzip „Stecken statt Verdrahten“
den Aufbau der Stationen. So lange es
sich um Standard-IO-Signale handelt,
können diese einfach in der Programmierumgebung verwendet werden. Da
das Spektrum der Automatisierungsaufgaben jedoch vielfältig ist, gibt es
zahlreiche Signalarten, mit denen die
Steuerungen in den unterschiedlichen
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Anwendungsfeldern zusammenarbeiten sollen. Damit auch die Integration
spezialisierter Signale gelingt, werden
neben den Standard-IO-Modulen spezielle Erweiterungsmodule angeboten.
Darüber hinaus haben sich Komponenten mit direkt eingebauten Funktionen, beispielsweise Antriebsregler,
etabliert.
Um die aufwendigen Module genauso komfortabel wie die StandardIO-Varianten in die SPS-Programme
einzubinden, ist das System um als
Treiber fungierende Funktionsbausteine ergänzt worden. Die von der
Homepage des Herstellers herunterladbaren Bausteine können kostenfrei
genutzt werden. Für spezialisierte Peripheriemodule sind folgende Funktionsbausteine verfügbar: Module zur
Temperaturerfassung, Motorschalter,
Analog-IO-Module, Kraft- und Wägesensoren, Module zur Positionserfassung mit Inkrementalwertgebern, Absolutwertgebern oder magnetostriktiven Gebern sowie Module mit Zähler-
Bild 2. Die Funktionsbausteine für PC Worx sind
kompatibel zur IEC 61131
Komplettes System
für die kostengünstige Automation
Kernelement des Easy-AutomationSystems sind kommunikative Kleinsteuerungen, die sich flexibel um IO-Module
in Schutzart IP20 und IP65 erweitern
lassen. Auf diese Weise können alle in
der Industrie relevanten Sensoren und
Aktoren angebunden werden. Neben
leistungsfähigen Steuerungsfunktionen
unterstützen die ILC 1xx sämtliche via
Ethernet sowie Mobil- und Festnetz angebotenen Kommunikationswege. Das
System-Portfolio umfasst darüber hinaus Bediengeräte, Netzwerkkomponen-
funktion, zur Impulsgenerierung, mit
IO-Link-Anschlüssen und zur seriellen (RS-232/RS-485) oder ModbusKommunikation (als Client und Server). Die Bausteine erleichtern den
Betrieb der Module, da sie die Variablen und Wertebereiche für die physikalischen Signale definieren. Der Programmierer kann das spezielle Signal
dann in der ihm vertrauten Art verwenden, beispielsweise als Prozentoder Promillewert.
Außerdem müssen die spezialisierten Peripheriemodule häufig parametriert werden. So erwartet ein Modul
zur Temperaturerfassung beispielsweise die Angabe, von welchem Typ
der angeschlossene Sensor ist. Die
Funktionsbausteine unterstützen hier,
indem sie diese Parameter direkt beim
Programmierer abfragen (Bild 3).
Bild 3. Beispiel eines Funktionsbausteins für die Bewegungsfunktion „Move Absolut“
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ten und Module mit sicherheitsgerichteten Schaltfunktionen. Alle Komponenten
sind auf das Preisniveau für den Einstieg in die Automatisierung optimiert.
Abgerundet wird Easy Automation durch
die für die Installation und den Betrieb
erforderlichen Geräte zur Stromversorgung und Signalanpassung sowie Relais
und Sicherungen. Verbindungstechnische Produkte, wie Leitungen, Steckverbinder und Reihenklemmen, tragen
zur weiteren Reduzierung des Installa­
tionsaufwands bei.
Treiber für Funktionsmodule
und Antriebsregler
Ein weiterer Funktionsbausteinsatz
integriert die Funktionalität der Geräte in das SPS-Programm. Dazu gehören dezentrale Positionierklemmen,
Kleinleistungs-Servoverstärker, dezentrale Temperaturregler, Schrittmotorsteuerungen, Frequenzumrichter
und Servoverstärker. Ferner sind für
zahlreiche Steuerungs- und Regelungsfunktionen vorkodierte und getestete Programme als Funktionsbausteine erhältlich, allerdings lizenzpflichtig. So stellt ein PID-Regler für
allgemeine Prozessregelanwendungen
die regelungstechnischen Grundfunktionen für Zweipunkt-, Dreipunktoder Motorschrittregelungen zur Verfügung. Temperaturen und Prozesse
lassen sich mit den Reglerfunktionsbausteinen mit Selbstoptimierung (PDPI_Basic) noch komfortabler automatisieren.
Auf die beschriebene Weise
können viele Regelungsaufgaben in der industriellen und der
Prozessautomation umgesetzt
werden (Bild 4). Weitere Funktionsbausteine (MCE-Library)
steuern wichtige Bewegungsfunktionen, vor allem wenn sie
mit elektrischen Antrieben per
Frequenzumrichter oder Servoregler betrieben werden.
Neben den üblichen Steuer-,
Regel-, Bewegungs- und Bedienaufgaben übernehmen die
Kleinsteuerungen ILC 1xx auch
die Kommunikation via Ethernet, Bluetooth, WLAN sowie
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AC 230 V/400 V
Regler X
Solid
State
Relais
Regler 1
Soll- +
PID
wert
–
Heizung
Sensor
Bild 4. Temperaturregler im Einsatz an einem Kunststoff-Spritzgießwerkzeug
SPS
IT_Library
Internet
SMTP
die Ethernet-Infrastruktur zum Verschicken von E-Mails nutzen. Wenn
über Mobil- oder Festnetzmodems eine SMS versendet werden soll, unterstützen die Resy-Funktionsbausteine.
Über die IT-Library kann die SPS zudem beliebige Dateien, zum Beispiel
neue Anwendungsprogramme, von
einem zentralen Server (FTP-Client)
herunterladen. Um das Unternehmensnetzwerk effizient zu verwalten,
werden in der SNMP-Library Funktionsbausteine für SNMP (Simple Network Management Protocol) angeboten. Die in der IT-Library enthaltenen
Funktionsbausteine als DHCP-Client
(Dynamic Host Configuration Protocol), die der automatischen Übernahme von Netzwerk-Einstellungen dienen, sowie DNS (Domain Name System) zum Lesen der IP-Adresse eines
bekannten Host-Namens runden das
Leistungspaket ab. Sollen die Kleinsteuerungen mit WLAN- oder Bluetooth-Access-Points kommmunizieren, reduzieren die Treiber-Funktionsbausteine „Wireless Technology“ den
Programmieraufwand (Bild 6).
Komfortable Einbindung
entfernter Anlagenteile
Bild 5. Die IT-Library stellt einen Funktionsbaustein zur Verfügung, der selbstständig
E-Mails versendet
WLAN
Wireless
Technology
Bluetooth
SPS
Bild 6. Komfortable Funktionsbausteine vereinfachen den Einsatz von WLAN- oder
Bluetooth-Access-Points
Mobil- oder Festnetz. Zu diesem
Zweck ist mindestens eine EthernetSchnittstelle in die Geräte eingebaut.
Ein in die Kleinsteuerungen integrierter FTP-Server ermöglicht beispielsweise die Übertragung beliebiger Dateien, während die Verbindung vom
SPS-Programm zu den Programmen
anderer Ethernet-Teilnehmer über offene TCP/IP- oder UDP/IP-Bausteine
hergestellt wird. Mithilfe der kommu-
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nikativen Funktionsbausteine kann
der Programmierer in weitere Kommunikationsbereiche einsteigen. So
erlauben die Funktionsbausteine der
SQL_Library den direkten Datenaustausch zwischen Kleinsteuerung und
SQL-/mySQL-Datenbank, beispielsweise zum Loggen von Daten in Echtzeit (Bild 5).
Mittels der IT-Library können die
Programmierer der Kleinsteuerungen
Mit den Funktionsbausteinbibliotheken Resy+ lassen sich die Standard-Steuerungs- und IO-Komponenten des Herstellers um fernwirktechnische Protokolle erweitern. Auf diese
Weise können entfernte Anlagenteile
komfortabel in das Netzwerk eingebunden sowie in das Leitsystem integriert werden. Die Software Resy+
tauscht für serielle Übertragungen gemäß IEC 60870-5-101 [2] und im
Ethernet-Bereich nach IEC 60870-5104 [3] Daten aus.
Literatur
[1]Phoenix Contact Electronics GmbH, Bad
Pyrmont: www.phoenixcontact.de
[2]IEC 60870-5-101:2003-02 Telecontrol
equipment and systems – Part 5-101:
Transmission protocols – Companion standard for basic telecontrol tasks. Genf/
Schweiz: Bureau Central de la Commission
Electrotechnique Internationale
[3]IEC 60870-5-104:2006-06 Telecontrol
equipment and systems – Part 5-104:
Transmission protocols – Network access
for IEC 60870-5-101 using standard transport profiles. Genf/ Schweiz: Bureau Central de la Commission Electrotechnique Internationale
Halle 9, Stand F40
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