CompactLogix von Rockwell Automation: Skalierbare Lösungen für den Midrange-Bereich

Das neue Midrange-Portfolio von Rockwell Automation besteht aus zwölf neuen CPUs der L1, L2 und L3-Serie. Die Nomenklatur folgt bekanntem: Alle Modelle, die mit dem Buchstsaben \’M\‘ enden verfügen über Motion-Control-Fähigkeiten. Der Ausbau des Midrange-Portfolios umfasst mehr als nur neue CompactLogix-Steuerungen. Tatsächlich wurde das gesamte Portfolio der Integrated-Architecture an die Anforderungen kleinerer Applikationen angepasst: Es umfasst neben den neuen CompactLogix-Steuerungen zudem skalierbare Servoantriebe, E/As, Visualisierungs- sowie Vereinfachungs-Tools. Mit neuen Features wie integrierten Sicherheits-, Achs- und Ethernet/IP-Anbindungen und wieder verwendbaren Entwicklungstools ermöglicht es Anwendern, die Steuerungsarchitektur passgenau zu dimensionieren. Schon aus Platzgründen müssen wir uns hier jedoch beschränken und in dem Artikel ausschließlich die Fähigkeiten der neuen Steuerungen erläutern. Familienbande Die Midrange-Serie ergänzt die Allen-Bradley ControlLogix-Steuerungsfamilie, die in Anwendungen mit bis zu 10.000 E/As und 100 Achsen zum Einsatz kommen. Die CompactLogix-Steuerungsfamilie hingegen kommt bei Anwendungen mit weniger als 200 E/As und bis zu 16 Steuerungsachsen zum Einsatz. Mit Integrated Motion über echtzeitfähiges EtherNet/IP bietet die CompactLogix-Steuerungsfamilie die gleiche Funktionalität und Flexibilität, wie auch die verringerte Entwicklungszeit und Bedienfreundlichkeit wie die größeren skalierbare Systeme von Rockwell Automation. Hohe Performance in kleinen Applikationen Ziel der neuen Allen-Bradley CompactLogix 5300 SPS-Familie ist es, integrierte Bewegungs-, Safety und Standardsteuerung auch für Applikationen mit weniger als 200 E/As zur Verfügung zu stellen. Die Eingliederung in die \’Integrated Archetecture\‘-Plattform von Rockwell Automation erleichtert wesentlich die Einbindung von Funktionen wie Motion und Safety auch in kleineren Anwendungen. Zudem sind die neuen Steuerungen schneller und kleiner als ihre bisherigen Vertreter. Durch EtherNet/IP-on-Board sowie wiederverwendbare Entwicklungswerkzeuge profitieren Anwender von der gleichen Flexibilität und einer kürzeren Entwicklungszeit wie bei den größeren Systemen von Rockwell Automation. Gemeinsam mit dem neuen Servoregler Allen-Bradley Kinetix 350 ermöglicht der PAC präzise Bewegungssteuerung über ein einziges EtherNet/IP-Netzwerk. Dies vereinfacht die Netzwerkarchitektur, da kein separates Achssteuerungs-Netzwerk mehr benötigt wird. Damit steht eine hochleistungsfähige, kosteneffiziente Lösung für Maschinen mit wenigen Achsen zur Verfügung. Rockwell Automation spricht von Einsparpotenzialen zwischen 10 und 40% für Systeme mit wenigen Achsen. Im Folgenden soll die Ausstattung beschrieben werden, die allen zwölf neuen Modellen gemeinsam ist. Im Anschluss daran folgt die Beschreibung der individuellen Eingenschaften der Steuerungen. Schnittstellen Alle Controller der 5370-Familie verfügen über zwei Ethernet-Ports. Sie ermöglichen Linien-, Stern- oder Ring-Topologien. Unterstützt wird hier auch die Device Level Ring-Technologie (DLR). Dabei handelt es sich um ein Layer 2-Protokoll, dass es Multiport-Ethernet/IP-Geräten erlaubt eine Ring-Topologie aufzubauen. Die Open Socket-Fähigkeit der Steuerungen erlaubt die Unterstützung von Modbus TCP ebenso wie von externen Geräten wie Drucker, Barcode-Leser und Server. USB-Schnittstelle Die Geräte der 5370 PACs-Familie haben eine USB-Schnittstelle in Version 2.0 an Bord. Über sie wird beispielsweise programmiert, neue Firmware aufgespielt, Uploads und Downloads auf die Steuerung vorgenommen sowie Online-Änderungen durchgeführt. SD-Kartenschacht Über einen SD-Kartenschacht können Speicherkarten in die Steuerung geladen werden, auf der unter anderem Programm-, Applikations- und Projektdaten gespeichert werden können. Batterielose Datenspeicherung In explosionsgefährdeten Bereichen gibt es die \’No Stored Energy (NSE)\‘-Version der CompactLogix 5370 L3. Sie erlaubt den sicheren Transport von Steuerungen z.B. in Minen oder anderen explosionsgefährdeten Bereichen. In ausgeschaltetem Zustand speichert eine NSE-Variante weniger als 200µJ Restenergie in jeder Komponente, sodaß Lichtbögen oder Funken nicht zu Explosionen führen können. Im Betrieb müssen die Steuerungen freilich in einem Ex-Schutz-Gehäuse gekapselt werden. Durch den batterielosen Aufbau entfallen alle Probleme, die mit Batteriepuffern einhergehen. CompactLogix 5370 L1 Die kleinste Steuerung der neuen CompactLogix-Familienmitglieder ist die L1 mit Abmessungen von 100x130x105mm (BxHxT). Hier kommen drei unterschiedliche Varianten auf den Markt, die sich hinsichtlich Speicherausbau, Erweiterbarkeit und Motion-Fähigkeit unterscheiden. Allen L1-Modellen gemeinsam ist die Tatsache, das sie bereits 16 Ein- und 16 Ausgänge an Bord haben. Ihr besonderes Merkmal ist neben der kompakten Bauweise die Tatsache, dass die Point I/O-Module als lokales IO-System verwendet werden können. Das sorgt für eine hohe Granularität und lässt Anwender flexibel auf die jeweiligen Anforderungen der Applikation reagieren. Die L16ER verfügt über 384KB Arbeitsspeicher, die L18ER bzw. L18ERM haben davon 512KB. Bis zu 96 lokale E/As in 8 Modulen können bei der L1 ergänzt werden (L16ER=80 E/As bei 6 Modulen). Bis zu zwei Achsen kann das System mit seinen integrierten Motion-Fähigkeiten steuern (ERM-Variante). Auch Bahnsteuerungen sind hier möglich. Die Kommunikation mit den Antrieben erfolgt via Ethernet/IP. CompactLogix 5370 L2 Ebenso wie in der L1-Klasse gibt es auch von den L2-Modellen drei Varianten, die sich hinsichtlich Programmspeicher, Abmessungen und Motion-Fähigkeiten unterscheiden. Während die L24ER-Modelle 750KB Programmspeicher haben kommt L27ERM mit 1MB Programmspeicher und zusätzlich integrated Motion für vier Achsen. Auch hier sind Bahnsteuerungsfunktionen integriert. Im Gehäuse der CPU sind bereits 16 Ein- und 16 Ausgänge eingebaut. Über lokale Erweiterungsbaugruppen können bis zu 96 E/As ergänzt werden. Dabei wird die Wiederverwendung bestehender 1769-E/A-Module unterstützt. Gegenüber einer leistungsgleichen L3-Steuerung spart der L2-Conroller 40% Platz auf der Hutschiene. CompactLogix 5370 L3 Die Gruppe der L3-Steuerungen ist die Leistungsfähigste innerhalb der 5370 PAC-Controller. Sechs Typen sind hier derzeit verfügbar, deren Abmessungen alle identisch sind (55x 118x105mm), drei davon beinhalten Motion-Control-Funktionen – je nach Ausführung vier, acht bzw. 16 Achsen. Der Speicherausbau beträgt – abhängig von der Modellvariante – ein, zwei oder drei Megabyte Arbeitsspeicher. Lokale Erweiterungen erlauben den Ausbau des Systems auf bis zu 480 E/As (30 Module). Fazit Waren Funktionen wie Motion Control oder Safety in kleinen Anwendungen notwendig, so waren Steuerungen in der Vergangenheit häufig überdimensioniert, einfach weil die benötigte Funktionalität in Kleinsteuerungen fehlte. Damit wurden solche Anwendungen unnötig teurer. Mit einem umfangreichen Portfolio neuer Steuerungen bedient Rockwell genau dieses wichtige Segment der kleineren bis mittleren Anwendungen. Durch die Integration der 5370-Serie in den Systembaukasten \’Integrated Architecture\‘ ist es nun auch in solchen Anwendungen deutlich einfacher und kostengünstiger Funktionen wie Motion Control oder Safety zu einzubinden. (kbn)