Dezentrale Antriebslösung spricht mit Profinet

Installation, Inbetriebnahme oder Servicefall: Dezentrale Antriebslösungen sparen Zeit in allen Phasen der Wertschöpfungskette. Lenzes dezentrale Antriebslösung 8400 protec ist eine kompakte Lösung und eignet sich vor allem für komplexe Anwendungen aus den Branchen Automobil, Logistik und Druck. Die robuste Reihe deckt in zwei Baugrößen einen Leistungsbereich von 0,37 bis 4kW ab. Mit Profinet IO in Linie Gerade auch mit Blick auf den genannten aufstrebenden Kommunikationsstandard in der Automobilindustrie verfügt die neue Reihe über eine Schnittstelle der Funktionsklasse Profinet IO (vgl. Kasten). Ausgelegt als integrierter Zwei-Port-Switch lässt sich eine Linientopologie aufbauen. Somit entfällt der aufwendige Parallelbetrieb von zwei Systemen – etwa in Form der in der Vergangenheit etablierten Kombination aus Interbus und Ethernet TCP/IP. Wie von Profibus DP bekannt, werden dezentrale Feldgeräte auch bei Profinet IO über eine Gerätebeschreibung in das Projektierungstool eingebunden. Die Eigenschaften des 8400 protec hat Lenze als Hersteller in einer GSDML-Datei beschrieben. Die Peripheriesignale der Feldgeräte werden zyklisch in die SPS eingelesen, dort verarbeitet und anschließend wieder an die Feldgeräte ausgegeben. Profinet IO verwendet im Gegensatz zum Master-Slave-Verfahren von Profibus ein Provider-Consumer-Modell, das die Kommunikationsbeziehungen zwischen den gleichberechtigten Teilnehmern am Ethernet unterstützt. Wesentliches Merkmal dabei ist, dass der Provider seine Daten ohne Aufforderung des Kommunikationspartners sendet. Diagnose aus dem Leitstand Neben dem zyklischen Nutzdatenaustausch bietet Profinet zusätzliche Funktionen zur gleichzeitigen Datenübertagung und Alarmierung an. Mithilfe des im Lenze-Antrieb realisierten TCP/IP-Kanals kann die Diagnose und Parametrierung deshalb vom Leitstand aus erfolgen – beispielsweise über das durch TCI aufgerufene Tool L-force Engineer. So wird auch die Fernwartung zu einer reinen Netzwerk-Angelegenheit. Die Geräte der Reihe 8400 protec sind nach der Conformance Class B (CC-B) zertifiziert. Zusätzlich zur Klasse A vereinfacht der Funktionsumfang der CC-B den Gerätetausch ohne Engineering-Tool. Zur Erhöhung der Datensicherheit ist ein Medienredundanzprotokoll für TCP(UDP)/IP-Daten integriert. Feldgeräte in der CC-B haben angesichts der häufig eingesetzten Linientopografie mit \’durchgeschleifter Kommunikation\‘ einen integrierten Zwei-Port-Switch. Typische Anwendungen finden sich in Automatisierungsanlagen mit überlagerter Maschinensteuerung bei eher geringen Ansprüchen an einen deterministischen Datenzyklus. Die Reihe 8400 protec arbeitet mit einer Übertragungsrate von 100MBit/s. Angeschlossen werden die CAT5e-Kabel mit M12-Steckern oder entsprechend des AIDA-Standards per PushPull Typ 14. Die Geräte unterstützen das LLDP-Protokoll für die Topologie-Erkennung. Die interne Verarbeitung lässt bei einem Aktualisierungszyklus von 2ms eine Reaktionszeit von 3 bis 5ms zu. Integrierte Sicherheitstechnik Optional mit an Bord ist beim 8400 protec die funktional skalierte Sicherheitstechnik. Sie bietet u.a. den Anschluss einfacher Sicherheitselemente, Anbindungsmöglichkeiten an Profisafe sowie frei wählbare Antriebsreaktionen wie \’Sicher abgeschaltetes Moment (STO)\‘, \’Sicherer Stopp 1\‘, \’Not-Stopp\‘, \’Sicherer Betriebsartenwahlschalter\‘ und \’Sicherer Zustimmtaster\‘. Damit erfüllt die Reihe den Performance Level e der EN13849-1 bzw. SIL3 der IEC61508. Über den reinen Sicherheitsaspekt hinaus bietet die integrierte Sicherheitstechnik weitere Vorteile. Die Kombination aus zwei Sicherheitseingängen, integriertem Profisafe und internem 24V-Netzteil sorgt dafür, dass sich lokale Sicherheitselemente wie Notaus-Taster, Lichtgitter und Ähnliches in die Anlage integrieren und in der Sicherheits-SPS zentral auswerten lassen. Ferner reduziert sich als Folge eingesparter Leitungen der Verkabelungsaufwand. Plug&Drive Ob geschirmte Motorleitung, Leistungsversorgung, Feldbusanbindung oder Sensorik: Sämtliche Anschlüsse des 8400 protec sind mit standardisierten Steckverbindern ausgestattet. Das dadurch ermöglichte Plug&Drive vereinfacht die Installation und erhöht die Verfügbarkeit der Gesamtanlage. Erste Erfahrungen mit Testgeräten im Feld, u.a. in der Automobilindustrie, belegen die Einsparungen, die das Plug& Drive-Prinzip ermöglicht: Durch den Einsatz des 8400 protec und begleitende Dienstleistungen ließen sich bei einem großen Projektkunden Einsparungen von immerhin 25% erzielen. Steckbar ist auch das von den Inverter Drives 8400, der Schaltschrankvariante der Lenze-Plattform 8400, bekannte Memory-Modul. Die zentrale Speichereinheit für alle Parameter des Umrichters lässt sich bereits vor der Inbetriebnahme parametrieren und spart bei einem Gerätetausch Zeit. Zugleich sinkt die Gefahr, wichtige Einstellungen oder das passende Kabel für den Laptop zu vergessen: Es muss nur das Modul getauscht werden. Fazit Die dezentrale Antriebslösung 8400 protec sorgt für kürzere Motorleitungen mit geringeren Verlusten, lokale Verkabelung von Sensoren, integrierte EMV-Filter, flexiblen Einbau direkt im Prozess, sinkende Kosten für den Schaltschrank und weniger Kühlungsaufwand. Mit den Anbindungsmöglichkeiten an Profinet IO sowie weiterer Bussysteme wie Profibus und CAN lassen sich die Geräte in moderne Industrial-Ethernet-Netzwerke integrieren – auch außerhalb der Automobilindustrie. Kasten: Profinet-Funktionsklassen Es werden zwei verschiedene Profinet-Funktionsklassen unterschieden: Bei Profinet CBA (Component based Automation) handelt es sich um die Ursprungsvariante, die auf einem Komponentenmodell für die Kommunikation intelligenter Automatisierungsgeräte untereinander basiert. Hierbei wird eine Aufgabe auf mehrere intelligente Geräte verteilt. Profinet IO (Dezentrale Peripherie) stellt die jüngere Technologie dar, die auf die Kommunikation zwischen einer Steuerung und den dezentralen Feldgeräten zugeschnitten ist. Das Protokoll baut auf dem Funktionsmodell von Profibus DP auf und benutzt die Fast-Ethernet-Technologie als physikalisches Übertragungsmedium. Das System ist in der Lage, E/A-Daten schnell zu übertragen und bietet zeitgleich Kommunikationsmöglichkeiten für Bedarfsdaten, Parameter sowie IT-Funktionen.