Verfügbarkeit erhöhen – Risken minimieren – Kosten sparen

Mit Einführung der neuen Maschinenrichtlinie 2006/42/EG ergeben sich grundlegende Änderungen in der Risikobeurteilung und -minimierung. Die neue Richtlinie erfordert von Automatisierungsanbietern und Maschinenbauern eine Konformitätsuntersuchung zur Bewertung der Maschinensicherheit durchzuführen. Bei der Gesamtevaluierung unterstützt Weidmüller seine Kunden durch die Angabe von Werten über die Zuverlässigkeit bzw. Ausfallrate der aktiven Komponenten aus dem Weidmüller-Produktspektrum.

Überspannungsschutz nach IEC 61643-22 für Mess-, Steuer- und Regelsignale: Varitector SPC von Weidmüller. Die neuen SAI Aktiv Universal PRO-System von Weidmüller sind einfach und effizient im Ethernetnetzwerk integrierbar. Für die Feldbuskommunikation zu beweglichen Anlagenteilen sind die Weidmüller Wireless Sensor Aktor Interfaces für PROFIBUS und DeviceNet die kosteneffizienteste und verlässlichste Alternative. Für die Solid-State Relais von Weidmüller wurde ein MTTF-Wert von 2.500 Jahren ermittelt. Umfangreiche Funktionalität zeichnen die neuen managed Switch Generation von Weidmüller aus.

Lange Lebensdauer und hohe Zuverlässigkeit bei Solid-State Relais
Um verbindliche Aussagen zur Ausfallwahrscheinlichkeit von Anlagen und einzelnen Signalsträngen treffen zu können, werden sogenannte MTTF-Werte („Mean Time To Failure“ = die mittlere Betriebsdauer bis zu einem Ausfall) benötigt. „Unsere Solid-State Relais und Optokoppler zeichnen sich durch eine lange Lebensdauer und hohe Zuverlässigkeit, auch bei Schock und Vibration aus“, erklärt Prokurist Josef Kranawetter von Weidmüller Österreich. „So haben wir zum Beispiel für einen Optokoppler aus der Termopto-Familie einen MTTF-Wert von 2.500 Jahren ermittelt.“
 
Anwender profitieren davon, dass Solid-State Relais und Optokoppler klein dimensioniert sind, eine geringe Ansteuerleistung benötigen und sehr kurze Ansprechzeiten haben. Trotz dieser Eigenschaften und der herausragenden MTTF-Werte ist jedoch in bestimmten Anwendungen der Einsatz von herkömmlichen elektromechanischen Relais erforderlich. Gegenüber Solid-State Relais weisen sie wesentlich geringere Verluste im Laststrompfad auf und sind universell einsetzbar, weil sie einen Wechsel- und Gleichstrombetrieb im Laststromkreis zulassen. Da der Verschleiß von Relais nicht von der Qualität der Bauteile, sondern vielmehr von der konkreten Nutzung abhängt, erfolgt die Berechnung der Ausfallwahrscheinlichkeit mithilfe einer Variablen. Für mechanisch sehr beanspruchte Module, wie beispielsweise Relais, werden zur Berechnung der Ausfallwahrscheinlichkeit so genannte B10-Werte herangezogen. Diese Werte geben an, wie viel Zeit voraussichtlich vergeht, bis zehn Prozent der Module in einer bestimmten Applikation ausgefallen sind. Dabei spielen Parameter wie Schaltstrom, Schaltspannung und Beschaltung eine wesentliche Rolle.
 
No Risk, more Safety
Ein weiterer aus der neuen Maschinenrichtlinie resultierender Aspekt, den die Norm EN ISO 13849-1 unter anderem für die Sicherheit von Maschinen vorgibt, ist die Vermeidung von Ausfällen aufgrund gemeinsamer Ursache (Common Cause Failure = CCF). Eine geeignete Maßnahme ist der zuverlässige Schutz gegen Überspannungen. Wenn Anlagen- und Maschinenbauer sicherstellen, dass Zerstörungen durch direkten oder indirekten Blitzschlag verhindert werden, erhalten sie dafür 15 von 100 Punkten im Bewertungsschema der Maschinenrichtlinie – also bereits knapp ein Viertel der 65 Punkte, die erreicht werden müssen, damit die Anforderungen hinsichtlich CCF erfüllt sind.
 
Das Weidmüller-Sortiment im Bereich Blitz- und Überspannungsschutz umfasst Schutzmodule für den Energie-, MSR- und Datenbereich. Die Komponenten erfüllen die neuesten Normen, so etwa der steckbare Überspannungsschutz für Mess-, Steuer- und Regelsignale Varitector SPC. Er leistet den nach IEC 61643-22 definierten D1-, C2- und C1-Schutz und beinhaltet eine interne Überwachung, welche die Fehlererkennung und -meldung regelt. Im Fall eines Kurzschlusses auf der Signalleitung oder beim fehlerhaften Anschließen gehen die Ableiter in den nach neuestem Stand der IEC 61643-21 geforderten Überlast-Ausfallmodus über. Mit diesen Funktionen unterstützt VARITECTOR SPC maßgeblich bei der Vermeidung eines Ausfalls verschiedener Teile durch gemeinsame Ursache.

SAI Aktiv Universal PRO (Sensor Aktor Interface)
Die neuen ethernetfähigen Gateway-Module bieten nun auch die Möglichkeit, das SAI Aktiv Universal PRO-System einfach und effizient in Ethernetnetzwerke zu integrieren. Die optimalen Diagnoseeigenschaften des Systems wie Ferndiagnose über Web-Browser oder beleuchtete Pfeilpiktogramme am Modul, vereinfachen die Fehlersuche und reduzieren damit die Zeiten für Inbetriebnahme und Instandsetzung signifikant. Die implementierten Standard- Adressierungsverfahren DHCP bzw. BOOTP sowie die automatische Adressierung der Subbus- Module nach dem Einschalten vereinfachen und beschleunigen die Projektierung deutlich. Das System erfasst Signale von Sensoren und Aktoren direkt in der Feldebene und stellt über die Feldbusprotokolle PROFIBUS-DP, DeviceNet™, CANopen sowie die Ethernet-Dialekte Modbus TCP und EtherNet/IP die Verbindung zur Steuerungsebene her.

 
Die Leistungsmerkmale auf einen Blick:

Variantenreich – Digitale und analoge Signalverarbeitung, spezielle Module für die Funktionen Thermo, RTD sowie Zähler. Alle Module mit M8- oder M12-Anschlusstechnik.
Systemvielfalt – PROFIBUS-DP, DeviceNet™, CANopen sowie die Ethernet-Dialekte Modbus TCP und EtherNet/IP
Weit verbreitet – Bis zu 50 m mit bis zu 15 Sub-Bus-Modulen ermöglichen bis zu 136 I/O-Kanäle an einem Feldbusknoten.
Unkompliziert – Energieversorgung der Sub-Bus-Module durch das Gateway über das Sub-Bus-Kabel. Module mit digitalen Ausgängen werden je nach Bedarf mit bis zu 2 A pro Ausgang zusätzlich versorgt.
Kompakt – Durch kleine Abmessungen der Sub-Bus-Module von nur 30 mm Breite in jeder Anwendung einsetzbar.
Übersichtlich – Alle Systemzustände werden am Modul gut sichtbar oder über Busvariablen in der Steuerung angezeigt.
Kosteneffizient – Standard-M8-Leitungen für die Verbindungen zwischen Gateway und den Sub-Bus-Modulen.
Robust – Die IP 67-Module sind dicht gegen Wasser und Staub und beständig gegen aggressive Mittel, Vibration und Erschütterung.

Bewegliche Feldbuskommunikation
Für die Feldbuskommunikation zu beweglichen Anlagenteilen sind die Weidmüller Wireless Sensor Aktor Interfaces für PROFIBUS und DeviceNet die kosteneffizienteste und verlässlichste Alternative.

Die Wireless Sensor Aktor Interface-(SAI-)Module bilden ein drahtloses I/O-Kommunikationsnetz und ersetzen damit völlig verschleißfrei Buskabel in Schleppketten oder störanfällige Schleifringübertrager. Damit wird die Maschinenverfügbarkeit erhöht und Wartungskosten, z.B. für das Auswechseln defekter Schleppkettenkabel oder verschlissener Schleifringübertrager, reduziert.
 
Durch die Verwendung der störfesten und schnellen Bluetooth-Kommunikation zwischen dem Gateway und den Slave-Modulen erreichen sie eine Zykluszeit von bis zu 10 ms. Die Verbindung zwischen den Wireless-Modulen wird automatisch aufgebaut und ist für andere Bluetooth-Geräte nicht sichtbar. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Verbindung nicht gestört wird. Die Ausgangsleistung und damit die Reichweite kann am Modul individuell eingestellt werden.
 
Das Gateway-Modul lässt sich direkt ohne Buskoppler in das Busnetz integrieren und wird durch die jeweilige Konfigurationsoberfläche (z.B. Simatic-Manager oder RS-Networks) direkt angesprochen. Verschiedene Slave-Module mit digitalen und analogen Ein- und Ausgängen sind verfügbar und ermöglichen eine exakte Anpassung an die Erfordernisse der jeweiligen Anwendung. Insgesamt lassen sich an einem Gateway 6 Slave-Module betreiben. So sind insgesamt bis zu 96 I/Os wireless verfügbar. Jeder I/O-Kanal kann direkt über das Bussystem differenziert überwacht werden.

Leistungsstarke Managed Switches mit umfangreichen Funktionen.
Die neue Managed Switch Generation von Weidmüller eignet sich ideal für den Aufbau dezentraler Automatisierungsnetzwerke. Durch die äußerst kompakte ist der Platzbedarf im Schaltschrank sehr gering. Der erweiterte Temperaturbereich von -40°C bis 70°C macht den Einsatz auch unter widrigsten Umgebungsbedingungen möglich. Eine Vielfalt an Varianten und Funktionen sorgt dafür, dass die Switches für jeden Bedarf eine geeignete Lösung bieten.
 
Ständige Verfügbarkeit des Netzwerks garantiert
Um den Gesamtausfall des Netzwerks im Fehlerfall zu verhindern und damit eine ständige Verfügbarkeit des Netzwerks sicher zu stellen, wurden verschiedene Redundanzmechanismen implementiert. Diese reichen von einfacher Parallelredundanz (Port Based Trunking) über RSTP bis hin zur schnellen Weidmüller Ringlösung. Die Ring Ports sind optional mit LWL in verschiedenen Varianten verfügbar und bieten eine störungsfreie Übertragung von bis zu zwei Kilometern in der Multimode-Ausführung. Bei den Singlemode-Varianten sind Reichweiten von bis zu 120 Kilometern möglich.

Uneingeschränkte Einsatzfähigkeit in Ethernet IP Netzwerken
Die uneingeschränkte Einsatzfähigkeit in industriellen Ethernet/IP Automatisierungs-netzwerken ist durch die Implementierung aller notwendigen Mechanismen wie z.B. DHCP Client, Quality of Service, DSCP und IGMP Snooping, gegeben. IGMP Snooping trägt durch intelligente Multicastfilterung dazu bei, die Netwerklast deutlich zu reduzieren.
 
Durchgängig einfache Handhabung
Die Konfiguration des Switches ist über Konsole (USB) oder das Ethernetnetzwerk möglich. Alternativ dazu ist eine Konfiguration über die Weidmüller Software „Device Configurator“ durchführbar. Um eine hohe Nutzerfreundlichkeit zu garantieren, bietet Weidmüller seinen Device Configurator als allgemeine Basis für das Management und die Konfiguration seiner aktiven Industrial Ethernet WaveLine-Produkte an.

Weidmüller GmbH
Prok. Josef Kranawetter
Telefon +43.2236.6708.0
Telefax +43.2236.6708.199
E-mail   office.at@weidmueller.com

 
HZ-comm
Communications for Industries
Helmut Zauner
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