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9-2019

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Fachzeitschrift für Industrielle Automation, Mess-, Steuer- und Regeltechnik

Steuern und Regeln Mehr

Steuern und Regeln Mehr Platz imSchaltschrank Für Automatisierer kompakter Anlagen sowie für die Bedienung und den Betrieb von kleinen Maschinen oder Automaten sind All-in-One-Steuerungen eine besonders komfortable Lösung. Die UniStream Serie von Spectra vereint HMI, SPS, digitale und analoge E/As sowie eine frei herunterladbare Programmiersoftware in einer intelligenten Lösung. Beide Varianten der Uni- Stream-Serie, die kompakten „Built-in“-Modelle mit 5“ oder 7“ Touch-Display und auch die größeren 10“ oder 15“„Modular“-Modelle, können durch zusätzliche Remote E/A-Module erweitert werden. Ganz neu ist die Erweiterung über Ethernet-E/A-Module, deren schmale Bauweise von nur 12 mm Breite pro E/A-Modul wenig Platz auf der DIN-Schiene, inner- oder außerhalb des Schaltschranks benötigt. Die E/A-Erweiterung besteht aus dem Ethernet-Adapter URB-TCP und bis zu 63 daran angeschlossenen Remote-E/A-Modulen der URx-Serie. Über den zweiten Ethernet-Port des Adapters können per Daisy Chain bis maximal 8 Adapter mit je weiteren E/A-Modulen hinzugefügt werden. Damit ist ein sehr flexibler Aufbau verteilter E/A möglich. Die Remote-E/A erfordern keine komplizierte Ethernet-Programmierung. In der UniLogic-Entwicklungsumgebung kann der Programmierer die Remote-E/A genauso direkt und einfach referenzieren wie die lokalen, integrierten E/A. Mit dem Einbau des Displays in der Schaltschranktür oder am Frontpanel und den schmalen, sauber auf der DIN-Schiene der Rückwand aufgereihten E/A ergibt sich eine moderne Bedienund Steuereinheit für industrielle Anwendungen. Seit neuestem sprechen die All-In-One HMI + SPS auch MQTT und erleichtern so den Weg in die Cloud. Weiterhin werden SNMP, VNC, FTP, SMS, E-Mail und die Kommunikation über GSM/ GPRS-Modem unterstützt. • Spectra GmbH & Co. KG www.spectra.de Kompakt-SPS als Edge-Gateway men immer mehr zum Einsatz, um die technischen Grenzen von Cloud-Anbindungen hinsichtlich Verfügbarkeit, Latenz und Datenmenge zu neutralisieren. Die Edge-Gateways dienen dazu, die Daten dezentral, direkt am Rand der Maschine oder Anlage (Edge: Kante oder Rand), auszuwerten, um nur die wichtigen Ergebnisse in die Cloud zu liefern. Die Geräte können die Daten puffern, falls die Online-Verbindung kurz unterbrochen ist und sind auch hinsichtlich der Antwortzeiten aus der Cloud unempfindlich. Der Clou daran ist die Programmierung in Funktionsplan, die im Prinzip jedem SPS-Programmierer geläufig ist. Das webbasierte System umfasst das SPS-Laufzeitsystem, eine Web-Applikationen zur Programmierung der SPS und der Visualisierung sowie einen MicroBrowser für die Bedienoberfläche. Alle Engineeringtools sind an Bord der Steuerung. Externe Programmiersysteme und andere Softwarewerkzeuge sind nicht erforderlich. Der webbasierte Funktionsplan-Editor orientiert sich an den gängigen Standards. tci präsentiert mit der SmartPLC eine neue Kompakt-SPS, die sich auch als Edge-Gateway einsetzen lässt. Solche Lösungen kom- • tci Gesellschaft für technische Informatik mbH www.tci.de 48 PC & Industrie 9/2019

Kompakte USV-Lösung mit SuperCaps Stromversorgung Ausfällen bei der Spannungsversorgung von Maschinensteuerungen und IT-Infrastrukturen wurde bisher meist mit batteriegestützten USV-Systemen begegnet. Eine langlebigere und damit kostengünstigere Lösung können so genannte Superkondensatoren sein, kurz SuperCaps genannt. Acceed präsentiert zwei Modelle speziell für den Einsatz mit Controllern und Box-PCs. Der SuperCap PB-9250J leistet Soforthilfe bei spontanen Stromausfällen Acceed GmbH www.acceed.com Spontane Ausfälle der Spannungsversorgung treten im industriellen Umfeld immer wieder auf, sei es durch anlagenweite Not-Aus-Schaltungen, Maschinenschäden oder Überlastungen im Stromnetz. Um diesen erwartbaren Ausfällen entgegenzuwirken, ist der Einsatz von USV-Einrichtungen (USV = unterbrechungsfreie Stromversorgung) die Standardmaßnahme. Hauptzweck bei der kurzzeitigen Aufrechterhaltung der Spannungsversorgung ist meist nicht die Fortführung der Produktion, sondern das kontrollierte Herunterfahren und Ausschalten von Steuerungen. Damit wird verhindert, dass durch plötzliches Ausschalten wichtige Daten und Informationen, beispielsweise über Schaltzustände, Positionen oder Gefahrensituationen, verloren gehen. Das entscheidende Element in USV-Anlagen war für lange Zeit die Batterie, in der Regel in Form von einem oder mehreren Blei- Akkumulatoren, die in Rechenzentren in großer Zahl ganze Räume füllen können. Schnelle Verfügbarkeit, einfache Skalierung und hohe Modularisierung begründeten die weite Verbreitung. Allerdings sind Batterien nicht ganz so unproblematisch wie es auf den ersten Blick scheint. Ihre elektrochemische Arbeitsweise macht sie fehleranfällig und anspruchsvoll hinsichtlich der Betriebs bedingungen. Die optimale Einsatzdauer etwa wird nur in einem engen Bereich der Umgebungstemperatur erzielt. Dazu kommt der Effekt der Selbstentladung. Batterien müssen zur Erhaltung ihrer Spannung ständig geladen werden. Beim Ladevorgang selbst wird Wasser im Elektrolyt zersetzt. Es entstehen Sauerstoff und Wasserstoff, die zusammen eine explosionsfähige Mischung entwickeln. Teurere, wartungsfreie Batterien sind verschlossen, lassen keine Gase entweichen und müssen nicht mit Wasser aufgefüllt werden. Dennoch leben Batterien nicht ewig, im Idealfall fünf Jahre, praxisnah betrachtet eher weniger. Dies sind nur einige der Faktoren, die Einsatz von Batterien aufwändig und teuer machen. SuperCaps Eine inzwischen nicht mehr ganz neue und im Einsatz bereits bewährte Technik bietet den Ausweg: Superkondensatoren, auch SuperCaps genannt, sind die kosteneffiziente und wartungsfreundliche Alternative zu althergebrachten Batterie-USVs. SuperCaps tragen zur Kostensenkung bei, erhöhen die Energieeffizienz und sind - nicht ganz unwichtig - allgemein umweltfreundlicher als Blei-Säure-Batterien. Die vom deutschen Distributor Acceed angebotenen SuperCap- USV-Lösungen PB-9250J-SA und PB-2500J sind laut Hersteller wartungsfrei, temperaturfest und erreichen eine Lebensdauer von mindestens 10 Jahren. Das Modell PB-9250J-SA ist ein kompaktes Stand-alone-System und besteht aus acht 370F/3,0V-Superkondensatoren mit einer Speicherleistung von 9250 Ws. Dank der patentierten Energiemanagement-Technologie von Neousys kann dieses Modell zuverlässig 180 W Leistung an das Backend-System liefern und das automatische Ein- und Ausschalten ohne Installation zusätzlicher Treiber oder Software verwalten. Zusätzlich zum USV-Modus bietet das System zwei Zündsteuerungsmodi für den Einsatz in Fahrzeugen. Der PB-9250J-SA kann daher außer mit Standard-Box-PCs auch mit Fahrzeugcontrollern eingesetzt werden, bei denen ein kontrolliertes Verhalten besonders beim Ein- und Ausschalten der Zündung gewährleistet sein muss. Neben dieser Standalone-Version bietet Acceed das kleinere, als PCIe-Modul ausgeführte Modell PB-2500J an. Diese Plug-and- Play-Lösung hat eine Kapazität von 2500 Ws und wurde speziell für den direkten Einbau in kleinere Controller und Box-PCs entwickelt. Für das zuverlässige Funktionieren einer SuperCap-USV sind unter anderem eine präzise Lade- und Entladekontrolle, aktive Lastverteilung und DC/DC-Regelung erforderlich. Um die Kondensatorenergie optimal zu nutzen und gleichzeitig sicherzustellen, dass das System während eines Stromausfalls sicher abschaltet, wird in den USVs von Acceed ein patentiertes CAP-Energiemanagement eingesetzt. Der integrierte Microcontroller überwacht den Energieverbrauch des Systems, kann die Backup-Zeit bei unvorhergesehenen Stromausfällen verlängern und einen ordnungsgemäßen Systemabschaltvorgang einleiten, um die Datenintegrität zu erhalten. Die robusten USV-Lösungen sind für anspruchsvolle Industrieeinsätze entwickelt und tolerieren Umgebungstemperaturen im weiten Bereich von 25 bis +65 °C. Durch die extrem kurzen Ladezeiten der SuperCap-USVs ist eine Anlage innerhalb von Minuten für den Einsatz gerüstet. ◄ PC & Industrie 9/2019 49

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© beam-Verlag Dipl.-Ing. Reinhard Birchel