02.07.2013

Axiocontrol - die neue Steuerungs-Generation von Phoenix Contact

Einfache Inbetriebnahme, sofortige und dauerhafte Bereitstellung der Prozessdaten sowie eine hohe Lebensdauer und Zuverlässigkeit sind wichtige Faktoren, welche die Qualität von Automatisierungskomponenten ausmachen. Diese Güte der Geräte spiegelt sich dann in der hohen Verfügbarkeit der Maschinen und Anlagen wider, in denen sie verbaut sind. Deshalb hat Phoenix Contact bei der Entwicklung der neuen Steuerungs-Generation Axiocontrol besonderen Wert auf einfache Handhabung, robustes Design sowie schnelle Datenverarbeitung und -übertragung gelegt.

Autor: Benjamin Homuth, PHOENIX CONTACT Electronics GmbH.


Bild 1: Die neue Steuerung AXC 1050 der Produktfamilie Axiocontrol eignet sich auch für extreme Umgebungsbedingungen.
Bild: Phoenix Contact Deutschland GmbH

Durch die sorgfältige Auswahl der installierten Komponenten lassen sich die Qualität und damit die Instandhaltungskosten einer Applikation bereits in ihrer Planungsphase nachhaltig beeinflussen. Die Anwender sollten sich daher für Geräte entscheiden, die nicht nur einen einfachen und schnellen Datenaustausch ermöglichen, sondern auch die Robustheits-Anforderungen der relevanten Normen übertreffen. Diese Kriterien hat Phoenix Contact bei der Entwicklung der neuen Steuerungs-Generation Axiocontrol zum Maßstab genommen. Nach der erfolgreichen Markteinführung von Axioline bietet der Blomberger Automatisierungsspezialist zur Hannover Messe 2013 eine erste Steuerung für das Echtzeit-E/A-System an. Mit der Axiocontrol-SPS AXC 1050 wird Axioline zu einer Automatisierungslösung, welche höchste Ansprüche umsetzt. Dabei zeichnet sich das System durch drei wesentliche Eigenschaften aus, die in den einzelnen Applikationen in unterschiedlicher Gewichtung gefordert sind: einfache Handhabung, robustes Design und schnelle Datenübertragung. Der AXC 1050 wurde speziell für Anwendungsbereiche konzipiert, die besondere Anforderungen an die Langlebigkeit der Applikation und somit auch der eingesetzten Komponenten stellen. Dazu gehören der Bereich der regenerativen Energien mit Windenergieanlagen und Solarparks, (ab)wasserwirtschaftliche Betriebe, Infrastruktur-Projekte sowie der Maschinen- und Anlagenbau.

Schnelle Reaktionszeit

Aufgrund einer Bearbeitungsgeschwindigkeit von 90µs pro 1.000 Anweisungen (Bit-Datentyp) eignet sich der AXC 1050 für kleine und mittlere Steuerungsapplikationen. Wenn es in diesen Anwendungsfeldern um Geschwindigkeit geht, sind Zykluszeiten im Millisekunden-Bereich jedoch meist vollkommen ausreichend. Als wichtigeres Kriterium erweist sich hingegen die Zeit, die für die Bearbeitung des Gesamtprozesses benötigt wird. Hier spielt nicht ausschließlich die Zykluszeit der Steuerung eine Rolle, sondern die Reaktionszeit, also die Zeit, die zum Einlesen eines Signals sowie dessen Bearbeitung und Ausgabe erforderlich ist. Durch die Kombination von Axiocontrol-Steuerung und Axioline-E/A-System lassen sich besonders kurze Reaktionszeiten erzielen. Denn die direkte Anreihung der E/A-Module an die SPS und die darauf ausgelegte Steuerungsarchitektur nutzen die Geschwindigkeit des Axioline-E/A-Systems und verkürzen damit die Reaktionszeit. Alle Daten liegen direkt nach Beendigung des Steuerungszyklus innerhalb weniger Mikrosekunden an den jeweiligen Ausgängen vor oder können von den Eingängen gelesen und im nächsten Steuerungszyk-lus verarbeitet werden. Das führt zu Geschwindigkeitsvorteilen in der Applikation sowie einer besonderen Synchronität beim Einlesen und Ausgeben der E/A-Daten.

Hohe Robustheit

Das Design der Axiocontrol-Steuerung AXC 1050 orientiert sich an der mechanischen Beanspruchung in rauen Umgebungsbedingungen. So verbessern verschärfte Testkriterien sowie zusätzliche Vib-rations- und Schockprüfungen die Robustheit der SPS. Ihre Widerstandsfähigkeit selbst gegen klimatisch extreme Bedingungen ist eine Eigenschaft, die immer mehr Anwendungen verlangen. Im Bereich der erneuerbaren Energien sind Temperaturen von -40°C zwar nicht alltäglich, können in einigen Regionen der Welt aber durchaus während des Betriebes auftreten. Solche außergewöhnlichen Minusgrade dürfen die Steuerung nicht beeinträchtigen. Eine erweiterte Temperatur-Spezifikation sämtlicher in der Axiocontrol-SPS verwendeten Bauteile sowie eine schützende Lackierung der Leiterplatte sorgen deshalb dafür, dass der AXC 1050 auch unter solchen Bedingungen störungsfrei arbeitet. Die Verfügbarkeit einer Maschine oder Anlage lässt sich ebenfalls durch eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) maximieren. In vielen kleineren Applikationen ist die Ausstattung mit einer externen USV jedoch aus Kosten- und Platzgründen nicht möglich. Daher hat Phoenix Contact die unterbrechungsfreie Stromversorgung direkt in die Axiocontrol-Steuerung integriert. Als Bestandteil des AXC 1050 kann sie nicht als Energiepuffer fungieren und den Betrieb der Anwendung sicherstellen, erlaubt hingegen eine Reaktion der SPS auf den Spannungsausfall. Ist die Axiocontrol-Steuerung von der Stromversorgung abgeschnitten, bleibt sie für mehrere Sekunden betriebsbereit. In dieser Zeit kann sie eine Fehlermeldung verschicken oder einen Status setzen, der beispielsweise den Wiederanlauf der Applikation beschleunigt. Durch diese applikativen Maßnahmen lässt sich die Ausfallzeit der Anwendung minimieren.

Einfache Programmierung und Inbetriebnahme

Wie alle Steuerungen von Phoenix Contact wird der AXC 1050 mit der Entwicklungs-Umgebung PC Worx programmiert (Bild 2). Dazu stehen die fünf Sprachen der IEC61131-3 zur Verfügung. Die Nutzung des Standards vereinfacht den Einstieg in die Steuerungswelt von Phoenix Contact und ermöglicht die Weiterverwendung des bereits erstellten Programmcodes. In Analogie zu den Kleinsteuerungen ILC 1xx lässt sich die Axiocontrol-SPS auch mit der kostenfrei erhältlichen Software PC Worx Express programmieren (Bild 3). Die reduzierte Komplexität des Tools sowie vorgefertigte Baustein-Bibliotheken führen - selbst für ungeübte Anwender - zu einer schnellen Umsetzung des Codes. Das automatische Einlesen der angeschlossenen E/A-Module sowie eine komfortable Diagnose und eine Debug-Funktion tragen ebenfalls zur einfachen Inbetriebnahme der Applikation bei. Der AXC 1050 unterstützt zahlreiche IT-Protokolle, die in Verbindung mit den integrierten Ethernet-Schnittstellen seine Einbindung in das Unternehmensnetzwerk erleichtern und so für den schnellen Zugriff auf die Produktionsdaten sorgen. Der Datenaustausch erfolgt über Standard-Protokolle wie Profinet oder Modbus, sodass dezentrale E/A-Stationen aufgebaut und Geräte anderer Hersteller angekoppelt werden können. Neben der einfachen Programmierung und Datenanbindung überzeugt die Axiocontrol-Steuerung durch eine kompakte Bauform und intuitive Handhabung, was die Montage und Inbetriebnahme selbst bei beengten Platzverhältnissen im Schaltschrank erlaubt (Bild 4).

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Fazit

Die Axiocontrol-SPS und das Axioline-E/A-System machen eine Maschine oder Anlage also nicht nur schneller, sondern auch robuster und einfacher handhabbar. Besondere elektromagnetische Eigenschaften (Störaussendung Klasse B), der mechanische Aufbau, die verwendeten Technologien sowie systemische Funktionen wie die integrierte USV und der erweiterte Temperaturbereich steigern die Zuverlässigkeit der gesamten Applikation. Es lohnt sich deshalb, bei der Planung der Anwendung besonderes Augenmerk auf die einzelnen Komponenten der Automatisierungslösung zu legen. Der AXC 1050 erhöht hier die Lebensdauer und Verfügbarkeit der Maschine oder Anlage signifikant - und das zu überschaubaren Investitionskosten.

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