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Ruckzuck bereit

Text: Eric Gory, Molex Foto: pictafolio, Molex
In der Automobilindustrie gilt es die Flexibilität von Fertigungslinien zu steigern und die Anzahl von Robotern pro Fertigungszelle zu senken. Die Automatisierungsinitiative AIDA fordert deshalb I/O-Module, die in unter 500 ms betriebsbereit sind. Die Lösung liegt im richtigen Zusammenspiel von Kommunikation und Technik.

Ein automatischer Werkzeugwechsel verkürzt Fertigungszyklen und erhöht die Flexibilität von Robotern. Doch der gesamte Roboter ist erst dann wieder betriebsbereit, wenn alle entsprechenden I/O-Peripheriemodule zyklisch Daten mit der SPS austauschen können. Je länger es dauert, die Kommunikation zwischen dem I/O-Modul auf dem Werkzeug und einer SPS herzustellen, desto höher sind die Auswirkungen auf die Produktivität. Die Automatisierungsinitiative Deutscher Automobilhersteller AIDA stellt für Profinet die zusätzliche Forderung auf, dass ein I/O-Gerät in einer bestimmten Zeit in Betrieb gehen muss. Auf dieser Grundlage wurde die Fast-Start-Up-Technik (FSU) spezifiziert. Parallel dazu entwickelte in den USA die USCAR, die Dachorganisation für eine gemeinsame Forschung der Chrysler Group LLC, der Ford Motor Company und der General Motors Company, gemeinsam mit der Nutzerorganisation ODVA und deren Mitgliedern eine vergleichbare Ethernet/IP-Spezifikation mit der Bezeichnung Quick Connect (QC).Unabhängig davon, ob Profinet oder Ethernet/IP eingesetzt wird, sind die grundlegenden Regeln für die Fast Start-Up/QuickConnect-Technik im Wesentlichen die gleichen - die Zeit zwischen dem Einschalten und dem Empfang der ersten zyklischen Eingangsdaten darf 500 ms nicht überschreiten - was die Implementierung, Inbetriebnahme und Instandhaltbarkeit in der Automobilindustrie bereits wesentlich vereinfacht. In Europa sind die I/O-Module des Typs Brad HarshIO Profinet von Molex mit Fast-Start-Up-Technik jetzt von der Profibus Nutzerorganisation entsprechend den Profinet-Spezifikationen zertifiziert und erfüllen alle Anforderungen für die Conformance Class B. Typische Anwendungen finden sich zum Beispiel in Automatisierungssystemen der Automobilindustrie mit übergeordneten Maschinensteuerungen und einem deterministischen Datenzyklus.Durch die Zertifizierung der Module nach Conformance Class B wird sowohl die Erfüllung des Profinet- Standards als auch die problemlose Interoperabilität mit anderen zertifizierten Geräten bestätigt. Zentrale Anforderungen sind der einfache und anwenderfreundliche Austausch des I/O-Moduls ohne Werkzeug, die Unterstützung des Simple Network Management Protocol (SNMP) zur Erweiterung der Diagnose von Netzwerkfunktionen wie Portstatusmeldungen sowie ein leistungsangepasstes Media Redundancy Protocol (MRP) zur Erhöhung der Zuverlässigkeit der Daten. Zudem unterstützen die Module Sicherheitsautomatisierungsarchitekturen mit separaten Stromversorgungen für die Versorgung von Eingängen (Sensoren) und Ausgängen (Aktoren).

Separate Isolation

Der Harsh-IO-Ethernet-Leistungsstecker umfasst eine separate Isolation zwischen der Eingangs/Logik-Masse und der Ausgangsmasse. Das ermöglicht die Versorgung des Moduls über zwei separate Stromversorgungen, wie es bei Sicherheitsanwendungen der Fall ist. Häufig verwenden Entwickler Sicherheitsrelais, die in regelmäßigen Abständen Impulstests ausführen, um Kurzschlüsse, Masseschlüsse oder Fehlerströme zu erkennen. Wenn ein Fehler erkannt wird, wird die Sicherheitsfunktion ausgelöst - unerwünschte und gefährliche Anlagenzustände lassen sich so vermeiden.

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