Perfection in Automation

Das IO-System X20 vom B&R gibt es seit dem Jahr 2005. Schon damals gab es Scheiben-basierte Systeme einiger Hersteller. Aus der Praxiserfahrung und in vielen Gesprächen mit Kunden sowie mit dem Ziel einfacher, wirtschaftlicher und sicherer Anwendbarkeit ist bei B&R das X20-System entstanden. Es erweitert das Automatisierungssystem von B&R sowohl zentral als auch dezentral. Mittlerweile umfasst das System über 250 verschiedene Module und ständig wird das System noch erweitert. Systemarchitektur Mit der Einführung einer durchgehenden dezentralen Backplane entstand erstmals die Möglichkeit, ohne Umsetzung und ohne Performance-Verluste zentrale und dezentrale Komponenten zu mischen. Die Kernidee des Systems ist dabei so einfach wie genial: Alle Module werden mit der einheitlichen Backplane X2X Link verbunden. Direkt aneinander gereihte Module können in Abständen von bis zu 100m über Schaltschrankgrenzen hinweg positioniert werden. Damit bestimmt endlich der Anwender selbt die Architektur und Topologie, nicht das System. Auf Basis verdrillter Kupferkabel sorgt das System dabei für hohe Störsicherheit. Basis moderner Steuerungskonzepte X20 erweitert als Standard-I/O die Möglichkeiten aller Steuerungssysteme. Durch die hohe Granularität und zahlreiche Funktionsmodule kann das System genau an die Bedürfnisse der Anwendung angepasst werden. Ob Analog- oder Digitalsignale in Ein-, Zwei- und Dreileitertechnik spielt dabei keine Rolle. Alle Anschlusstechnologien und Signalvarianten sind verfügbar. Einfach anschließen, konfigurieren, fertig. Kommunikativ Im X20-System stehen E/A-Module für nahezu alle aktuellen Feldbussysteme zur Verfügung, darunter vor allem die für Profibus DP und CAN mit seinen Protokollderivaten CANopen und DeviceNet. Insbesondere für Anwendungen, die höchste Performance verlangen, hat B&R das Powerlink-System entwickelt. Es basiert auf Ethernet und wird als offener Standard von vielen Herstellern unterstützt. Aber auch Ankopplungen an andere Industrial-Ethernet-Systeme wie Ethernet/IP, Profinet, Modbus/TCP, Sercos III oder Ethercat werden vom X20-System vollständig unterstützt. FeldbusDesigner Um den Einsatz von X20-I/Os an Nicht-B&R-Systemen einfach zu gestalten, wurde der FeldbusDesigner entwickelt. Damit lässt sich die Konfiguration von B&R-I/O-Knoten komfortabel erledigen. Der FeldbusDesigner bietet vollständigen Zugriff auf alle X20-Parameter und ist dennoch einfach in der Bedienung. Die Konfiguration aller verfügbaren Parameter sowohl am Bus-Controller als auch an den I/O-Modulen erfolgt über Auswahlmenüs und Assistenten. 50% Platzersparnis Neues Einsparpotenzial wird durch ultrakompakte Zwölf-Kanal-Module, die bis zu 50% Platz im Schaltschrank sparen, erschlossen. Aber auch niedrige Granularitäten mit ein oder zwei Kanälen bietet das X20-Scheibensystem. Die Auswahl des Feldbusses kann bis kurz vor Inbetriebnahme offen bleiben. Erst ganz zum Schluss entscheiden Sie sich für das passende Kommunikationsmodul. Schalten in µs Die Basis für Time Triggered I/O und I/O Oversampling ist eine hochpräzise Uhr, die systemweit zur Verfügung steht. Gesteuert wird die Uhr von der CPU, exakte Mechanismen verteilen diese Uhrzeit nicht nur über die dezentrale Backplane des Systems, sondern auch auf dem gesamten Powerlink Netzwerk. Über Abgleich-Algorithmen wird sichergestellt, dass die verteilten Zeiten präzise synchron zueinander stimmen, unabhängig wo die Zeit im System örtlich verwendet wird. Fazit Das X20-System minimiert Kosten durch viele Freiheiten beim Maschinenentwurf und ermöglicht beliebig gemischte zentrale und dezentrale Topologien über die dezentrale Backplane und die Feldbusse. Kasten 1: B&R: Von Österreich in die ganze Welt B&R zählt seit 30 Jahren international zu den größten Privatunternehmen im Bereich der Automatisierungs- und Prozessleittechnik. Mit mehr als 1.700 Mitarbeitern und einem weltweiten Vertriebs- und Supportnetz in 60 Ländern ist B&R kompetenter Partner. Antriebe, Steuerung und Visualisierung – das ganze Spektrum der Automation bietet B&R aus einer Hand. Ein einziges Software-Tool für alle Produkte ermöglicht eine integrierte Automatisierung und erhöht somit die Effizienz der Maschinen und Anlagen. Kasten 2: X20-System Mehrwert: Zwölf Kanäle auf 12,5mm Breite ergeben hohe Packungsdichte bei bester Klemmen-Ergonometrie. Damit bietet das X20-System 50% mehr Kanäle als konventionelle Scheibensysteme. Und das ohne Abstriche im Klemmpunktraster oder Aderquerschnitt. Durchgängigkeit Konsequente 1-, 2- oder 3-Leiteranschlusstechnik – zusätzliche Rangierklemmen können entfallen. Granularität Ein- und Zweikanal-Module: Maximale Flexibilität, damit sie nur das bezahlen, was sie wirklich brauchen. Kasten 3: Erstes, offenes Safety-Protokoll für Echtzeit-Ethernet Heutzutage basieren viele Safety-Lösungen auf Hardware Komponenten, die separat vom Steuerungsnetzwerk verdrahtet werden müssen. Die Konsequenzen daraus sind kostenintensive Verkabelung und eingeschränkte Diagnoseoptionen. Ein anderer Lösungsansatz setzt auf eine Safety-Steuerung, die alle Signale entweder direkt oder über einen proprietären, sicheren Bus empfängt. Bei solchen Systemen sind spezielle Kabel und eigene, sichere Buskomponenten notwendig, was wiederum zu zusätzlichen Kosten führt. Abhilfe schafft eine dritte von B&R entwickelte Lösung: die Ethernet Powerlink Safety Technology. Alle sicherheitstechnischen Mechanismen, die of­fen gelegt sind, werden in den Datenüber­tragungs­prozess implementiert, da­mit sicherheitsrelevante Daten über einen Standard-Feldbus übermittelt werden können. Bei dieser Lösung ist die Sicherheit komplett im Steuerungssystem integriert und benötigt keine spezielle Verdrahtung – ein erheblicher Kostenvorteil. Alle relevanten Standards für eine sichere Datenübertragung, wie sie von der Automatisierungsbranche gefordert wird, werden nach IEC61508 SIL Kat3 erreicht. Kasten 4: Für alle Feldbusse Profibus-DP und CAN mit seinen Protokollderivaten CANopen und DeviceNet sind die klassischen Feldbusse, die sich am Markt durchgesetzt haben. Zusätzlich durchdringt Ethernet Powerlink immer stärker den Automatisierungsmarkt. Mittels Bus-Controller lässt sich das X20-, X67- und VX-System als leistungsfähiges Standard-I/O an allen Feldbussen wie Ethernet/IP, Profinet und Modbus/IP, Sercos III, Ethercat und damit mit allen gängigen SPS-Systemen betreiben. Kasten 5: IO-Link-Features im X20-System Im X20-System wird IO-Link mit dem Digitalmodul DS4387 integriert. Alle vier Kanäle sind IO-Link-Kanäle, können aber auch wahlweise als Standard-Ein- oder Ausgänge genutzt werden. Durch die X20-Klemmentechnologie mit zwölf Klemmpunkten pro Modul kann die spezifizierte 3-Leiter-Verbin­dung ideal ausgeführt werden. Ebenso werden alle spezifizierten Baudraten unterstützt. Kasten 6: X67-Bus-Controller Wo Schaltschränke keinen Platz mehr finden, kommt X67 zum Einsatz. Alle gängigen Feldbusse werden durch Bus Controller in Schutzart IP67 auch in rauen Umgebungsbedingungen angeschlossen. Die Knotennummern werden mit frei zugängigen Drehschaltern einfach eingestellt. Zusätzlich bietet jeder Bus-Controller Anschlüsse für Digitalsignale. Ob diese als Eingänge oder Ausgänge arbeiten, wird einfach konfiguriert. Kasten 7: Schirmableitung im System Sinnvolles Zubehör kann wirtschaftlich effektiv sein. Das trifft auch für die integrierte X20-Schirmableitung zu. Diese besteht im Wesentlichem aus einem speziellen Ableitblech, das über ein flexibles Schirmgeflecht mit einem Kabelschuh verbunden ist. Das Blech wird bei der Montage auf die Schwalbenschwanzführung der X20-Feldklemme gesteckt. Der Kabelschuh passt auf die Erdungslasche im X20-Busmodul, die direkt mit der Hutschiene verbunden ist. Mittels Kabelbinder werden dann der oder die Kabelschirme mit dem Ableitblech großflächig verbunden. Gleichzeitig hat man dadurch eine Zugentlastung der Kabel. Kasten 8: Vollständige Produktpalette Nicht immer ist ausschließlich Höchstgeschwindigkeit das Maß der Dinge, sondern das optimale Preis-Leistungs-Verhältnis. Die Lösung dazu liegt in einer vollständigen Produktpalette, angefangen bei kleinen kompakten CPUs bis hin zur High-Performance-Zentraleinheit. Vollständig kompatible Produkte erlauben es, die optimal gestaffelte Geräteauswahl für maßgeschneiderte Lösungen zu nutzen. Kasten 9: Moeller SmartWire Die Steuerstromverdrahtung wird durch SmartWire-Module für Schütze und Motorschutzschalterkombinationen von Eaton/Moeller ersetzt. Verdrahtungsfehler sind damit ausgeschlossen. Durch den Einsatz von Standardgeräten, auf das lediglich die SmartWire-Module aufgesteckt werden, entfällt doppelte Lagerhaltung. Daraus resultieren Vorteile bei Projektierung, Montage, Inbetriebnahme, Service und Logistik. Für den Maschinen- und Anlagenbauer und auch für den Endanwender bringt dieses System damit erhebliches Einsparungspotenzial. Obwohl SmartWire eine intelligente Verbindung ist, ändert sich für den Maschinenprogrammierer kaum etwas. Die Integration in das B&R-System nimmt die gesamte Kommunikation ab. Die einzelnen Schaltgeräte sind einfach als digitale Ein- und Ausgänge zu sehen – genau wie bisher. Kasten 10: Ventilinselanschaltung Mittels der Ventilinsel XV werden einfach und wirtschaftlich die unterschiedlichen Ventilinseln angeschlossen. Statt Ventilinseln mit teurem Feldbusanschluss können Standardgeräte mit Multipolanschluss eingesetzt werden. Unabhängig vom Fabrikat bleibt die Einbindung der Ventilinsel immer gleich. Applikationsprogramm und Stromlaufpläne werden durchgängig ohne Änderung weiter verwendet. SPS/IPC/Drives: Halle 7, Stand 206