Kompaktes Absicherungs- und Verteilungssystem mit IO-Link

Aufgrund der schnellen und einfachen Implementierung ist IO-Link auch für den Anlagenbau eine sehr gute Erweiterung des bestehenden Lösungsangebotes. Die Transparenz von der Feldebene bis in die Cloud eröffnet neue Möglichkeiten. Die Kommunikation mit IO-Link ist im Maschinenbau bereits sehr stark verbreitet und hat sich dort in den letzten Jahren bewährt. Die Verwendung in der Prozessindustrie nimmt ebenfalls zu. Die einfache Anbindung von Sensoren und Aktoren steht dabei im Vordergrund. Ebenso ist der Austausch von defekten Geräten sehr schnell und ohne großen Parametrieraufwand möglich. Der IO-Link-Master lässt sich problemlos in jedes Feldbussystem integrieren. Dadurch ist IO-Link feldbusunabhängig und flexibel. An den IO-Link-Master werden die unterschiedlichen IO-Link-Devices angeschlossen. Dabei handelt es sich um eine Punkt-zu-Punkt Verbindung.

Für die Verbindung und den Anschluss eignen sich die herkömmlichen dreiadrigen Anschlussleitungen der Sensoren. Es müssen keine neuen Leitungen verlegt werden, was den Aufwand deutlich verringert. Die Daten zwischen dem IO-Link-Master und dem Device erfolgen zyklisch und azyklisch, wobei die Bandbreite bei der zyklischen Kommunikation auf 32 Byte begrenzt ist. Die Parameter des Devices sind im Master gespeichert. Der IO-Link-Master erkennt neu verbundene Geräte und parametriert sie automatisch, wodurch eine Skalierung der neuen Sensoren wegfällt. Das ermöglicht den problemlosen Austausch der Geräte im Fehlerfall und eine schnelle Wiederinbetriebnahme der Fertigungsanlage. Das intelligente REX-System kann einfach in das IO-Link-System integriert und dessen Funktionen genutzt werden.

Kompakt und platzsparend

Das System bietet eine Komplettlösung für die DC-24-V-Spannungsebene. Das PFR12D – Power-4-REX-Schaltnetzteil ist die Spannungsversorgung des gesamten Systems. Auf der Primärseite wird es dreiphasig mit AC 400 V eingespeist. Auf der Sekundärseite liefert es 960 W bzw. 40 A bei DC 24 V. Mit seiner geringen Höhe von 80 mm integriert es sich perfekt in das bestehende REX-System. Dadurch verringert sich die benötigte Fläche um bis zu 60 %. Gerade bei kleinen Schaltschränken im dezentralen Anlagenaufbau sind platzeinsparende Lösungen von besonderer Bedeutung. In diesen Applikationen liegt ein besonderer Fokus auf Platzeinsparung, damit sich die Klemmkästen möglichst nah bei den Anwendungen anordnen lassen. Die geringe Verlustleistung und damit gleichzeitig der Wirkungsgrad von über 95 % sind bei dieser Einsatzweise ebenfalls von Vorteil. Durch den Rückwandbügel wird das Schaltnetzteil direkt mit dem Kommunikationsmodul verbunden. Dieses ermöglicht die Übertragung verschiedener Diagnose-, Status- und Parameterdaten. Das intelligente Einspeisemodul EM12D-TIO leitet die Informationen dann über IO-Link zum IO-Link-Master und von dort an die Steuerungssysteme weiter. Dadurch bekommt der Anwender einen schnellen Überblick über seine Spannungsversorgung und die daran angeschlossenen Sicherungsautomaten. Die Verbindung der einzelnen Module sowie der gesamte Ausbau erfolgt komplett ohne weiteres Zubehör. Das sorgt für schnellen Aufbau bzw. schnelle Erweiterung des Systems und vermeidet das Vergessen von Zubehörteilen bei der Bestellung der Komponenten. Diese Verbindungstechnik vereinfacht spürbar den Aufbau des Systems und die spätere Erweiterung um zusätzliche Sicherungsautomaten oder Potenzialmodule.

Mehr Flexibilität durch große Auswahl

Das Einspeisemodul überträgt aber nicht nur die Informationen des Schaltnetzteils, sondern auch die Statusinformationen sowie die Messwerte der einzelnen Sicherungsautomaten. Durch ihre Baubreite von 12,5 mm für zwei Kanäle sind sie sehr schmal und tragen zur Kompaktheit des Gesamtsystems bei. Mithilfe des Rückwandbügels können die Sicherungsautomaten ganz einfach aneinandergereiht werden. Zusatzmaterial, wie Brücken oder Verbindungsschienen, sind nicht notwendig, was die Erweiterung des Systems und die Konstruktion deutlich vereinfacht. Das System bietet eine Vielzahl von Sicherungsautomaten, die die flexible Anpassung des Systems an die Kundenanforderungen gewährleisten. Die Sicherungsautomaten sind in zwei unterschiedlichen Varianten verfügbar. Bei der ersten Variante verfügen die Sicherungsautomaten über eine feste Stromstärke. Bei diesen ist das integrierte Fail-Safe-Element genau an die Stromstärke des Sicherungsautomaten angepasst, was einen normkonformen Leitungsschutz nach EN60204-4 ermöglicht. Ebenso sind auch einstellbare Varianten verfügbar. Bei diesen können die Nennströme der Geräte entweder digital über IO-Link oder direkt am Gerät eingestellt werden. Dieses erhöht die Flexibilität bei der Inbetriebnahme oder bei späteren Anlagenerweiterungen. Darüber hinaus wird auch die Lagerhaltung reduziert, da nur noch ein Gerätetyp im Lager vorgehalten werden muss. Das REX-Portfolio verfügt über zwei Gerätetypen. Der REX12D ist im Nennstrombereich zwischen 1 A bis 10 A verfügbar. Der neue REX22D verfügt über eine aktive Strombegrenzung. Sie ermöglicht eine Absicherung von Lasten mit einem elektronischen Sicherungsautomaten im Bereich von 1 A bis 20 A.

Datenübertragung mithilfe von IO-Link

Die Messdaten des Sicherungsautomaten und sein Status werden kontinuierlich an den IO-Link-Master und dann weiter zu den Steuerungssystemen übertragen. Somit lassen sich Veränderungen bei der Stromaufnahme und das unterschiedliche Verbrauchen feststellen. Steigt der Strom, zum Beispiel bei einem Ventil oder Motor, deutet das auf eine Verschmutzung oder eine sich entwickelnde Störung hin. Der Bediener kann einen parametrierbaren Grenzwert zwischen 50 % und 100 % des Nennstroms einstellen. Bei dessen Überschreitung wird eine Warnmeldung angezeigt: Die LED des Sicherungsautomaten beginnt zu blinken und eine Warnmeldung wird zur Steuerung gesendet. Dadurch wird das Wartungspersonal frühzeitig über eine Fehlentwicklung informiert und kann Gegenmaßnahmen ergreifen. Das vermeidet ungewollte Abschaltungen und erhöht die Anlagenverfügbarkeit. Eine Verbesserung der Prozesssicherheit ist dadurch erreichbar. Kommt es trotzdem zu einer Auslösung, erkennt der elektronische Sicherungsautomat den Grund. Er unterscheidet dabei die Abschaltung aufgrund eines Kurzschlusses oder eines Überstromereignisses, was die Fehlersuche ungemein erleichtert. Bei einem Überstromereignis beginnt die Fehlersuche beim Verbraucher, da dort möglicherweise eine Blockierung oder Verschmutzung vorliegt, die zu einer erhöhten Stromaufnahme geführt hat. Bei einem Kurzschluss liegt meist eine Beschädigung der Zuleitung vor. In diesem Fall beginnt die Fehlersuche am Schaltschrank und erfolgt in Richtung Verbraucher. Eine schnellere Behebung des Fehlers und dadurch eine schnelle Wiedereinschalten sind das positive Ergebnis.