Blick in den Schaltschrank des hydraulischen Stellantriebs: In dem separaten, druckfest gekapselten Gehäuse (oben) sind das Logikrelaissystem und weitere Schaltgeräte von Phoenix Contact untergebracht. Mit der Software Logic+ lässt sich das Relaissystem für die jeweilige Anwendung programmieren.

Blick in den Schaltschrank des hydraulischen Stellantriebs: In dem separaten, druckfest gekapselten Gehäuse (oben) sind das Logikrelaissystem und weitere Schaltgeräte von Phoenix Contact untergebracht. Mit der Software Logic+ lässt sich das Relaissystem für die jeweilige Anwendung programmieren. Phoenix Contact

Die Stellantriebe von Rotork werden in Verbindung mit einer Armatur in Rohrleitungen für Speicher– und Verladeanlagen für Öl und flüssige Gase, in Schiffen oder Tankern sowie in Wasserwerken und Kläranlagen eingesetzt. Für die Armaturen einer Ölpipeline in Arabien hat der Hersteller beziehungsweise die deutsche Produktionsstätte in Melle nahe Osnabrück sechs hydraulische Stellantriebe gebaut und erstmals mit dem Logikrelaissystem ausgerüstet. Die Stellantriebe öffnen oder schließen die Armatur – eine Klappe – jeweils mit einer Vierteldrehung. Den Befehl dazu erhalten sie entweder über die Taster vor Ort oder zentral von der Leitwarte über potentialfreie Kontakte. Die Steuerung führt den Befehl zum Öffnen oder Schließen aus, überprüft den Druck sowie die Laufzeit der Pumpe und übernimmt die Endlagenkontrolle. „Das komplette System basiert im Grunde auf der Steuerung durch das Logikrelaissystem PLC logic“, erklärt Friedrich Wöstehoff, der als Application Engineer bei Rotork in Melle tätig ist.

ECKDATEN

Mit dem modularen Logikrelaissystem PLC logic lassen sich kleine Automatisierungs-aufgaben, das Steuern und Schalten von I/O-Signalen, einfach und passgenau umsetzen.

Das kompakte System führt Logik-, Interface- und Feldanschlussebene in einer Lösung zusammen.

PLC logic verarbeitet mit einem Basismodul 16 E/A-Signale auf nur 50 mm Baubreite.

Jeder Kanal lässt sich individuell als Ein- oder Ausgang mit Relais- oder Analogmodulen je nach Anforderung bestücken.

Die elektrische Ausrüstung der Stellantriebe ist, soweit sie selbst nicht ex-geschützt ist, in einem kompakten, druckfest gekapselten Schaltschrank aus Stahlguss untergebracht. In dem Schaltschrank kommen weitere elektronische Komponenten von Phoenix Contact zum Einsatz: die Hybrid-Motorstarter Contactron, die Sicherheitsrelais PSR oder die Trennverstärker MACX Analog Ex-Namur. „Da wir bereits viele Schaltgeräte von Phoenix Contact nutzen, haben wir uns vom Außendienst des Unternehmens beraten lassen, als wir nach einer kompakten und erweiterbaren Lösung für die Ventilansteuerung suchten“, erzählt der Anwendungstechniker Wöstehoff. „Wichtig war uns neben einem geringen Platzbedarf das Verhältnis von Preis und Funktionalität.“

Die Verdrahtungsebene fällt weg

Um Logikmodule einzusetzen, sind üblicherweise separate Interface-Bausteine wie Relais oder Optokoppler erforderlich, die vor oder hinter den Ein- und Ausgängen installiert werden. Das Logikrelaissystem PLC logic kombiniert Logik- und Interface-Ebene mit steckbaren Relais zu einer Einheit. Der Verdrahtungsaufwand und zusätzliche Relais entfallen. Neben dem Logikmodul besteht das Gesamtsystem aus dem Relaissystem PLC-Interface und der Programmier-Software Logic+. Die Steuerungseinheiten, die durch das werkzeuglose Aufstecken der Logikmodule auf die Relais entstanden sind, bieten weiterhin sämtliche Eigenschaften der schmalen Koppelrelais. Dazu gehören die einfache Brückung von Spulen- und Kontaktseite, der Anschluss in Schraub- oder Push-in-Technik sowie der schnelle Wechsel der Relais bei Verschleiß.

Das Logikrelaissystem PLC logic: Basismodul mit Erweiterungen sowie Relais- und Analogmodulen. Es ermöglicht das Schalten und Steuern von I/O-Signalen mit nur einem System.

Das Logikrelaissystem PLC logic: Basismodul mit Erweiterungen sowie Relais- und Analogmodulen. Es ermöglicht das Schalten und Steuern von I/O-Signalen mit nur einem System. Phoenix Contact

Mit der aufgesteckten Logiksteuerung können alle kontaktierten Relais frei programmiert werden. Je nach eingesetztem Relaismodul lässt sich jedes angebundene Relais als Ein- oder Ausgang konfigurieren. Die Logikeinheit ist also flexibel hinsichtlich der Anzahl der genutzten E/A-Signale und kann sich somit an die jeweiligen Einsatzfall anpassen. Das Stand-Alone-Logikmodul verarbeitet bis zu 16 E/A-Signale auf nur 50 mm Baubreite. Dazu wird das Logikmodul auf die acht aneinandergereihten Relaismodule gesteckt. Darüber hinaus sind auf jedem Logikmodul acht weitere, digitale Eingänge vorhanden. Zwei dieser Eingänge kann der Anwender so konfigurieren, dass auch analoge Spannungssignale (0 bis 10 V) verarbeitet werden können. Benötigt der Anwender mehr E/A-Signale, erlaubt die Kombination aus dem Basis- und zwei Erweiterungsmodulen maximal 48 E/A-Signale zu verknüpfen.

Rotork kam der kompakte Aufbau des Logikrelaissystems entgegen. „Vorher haben wir die Funktionen mit herkömmlicher Relaistechnik abgebildet, was mehr Platz für die Feldanschaltungen beansprucht hat“, erläutert der Rotork-Anwendungstechniker.

Offline-Simulation am PC

Friedrich Wöstehoff, Application Engineer bei Rotork Fluid Systems, ist von dem Logikrelaissystem überzeugt: „Die kompakte Bauform, seine einfache Handhabung und große Flexibilität sparen Kosten gegenüber der bisherigen, konventionellen Relaistechnik.“

Friedrich Wöstehoff, Application Engineer bei Rotork Fluid Systems, ist von dem Logikrelaissystem überzeugt: „Die kompakte Bauform, seine einfache Handhabung und große Flexibilität sparen Kosten gegenüber der bisherigen, konventionellen Relaistechnik.“ Phoenix Contact

Die Software Logic+ ermöglicht eine schnelle Programmierung, die jeder Elektrofachmann ohne entsprechende Schulung durchführen kann. Allgemeine Schaltungs- und Digitaltechnik-Kenntnisse sind allerdings erforderlich. Kontakt- (LD) und Funktionsplan (FBD) werden beispielsweise durch Auswahl der jeweiligen Funktionen und deren Verbindung per Drag & Drop erstellt. „Jeder Mitarbeiter, der schon einmal mit herkömmlichen Relaisschaltungen gearbeitet hat und mit einem Stromlaufplan vertraut ist, kann das System einfach erlernen“, sagt Wöstehoff.

Die Darstellung von des Logikrelaissystems als Hardware-Ansicht unterstützt die intuitive Bedienung. Außerdem kann der Anwender das gesamte Programm offline am PC simulieren und testen. Anschließend wird es auf das Logikmodul überspielt und online im laufenden Betrieb geprüft. Dazu überschreibt der Anwender die einzelnen E/A-Signale einfach in der Hardware-Ansicht von Logic+. Grundfunktionen wie ‚AND‘, ‚OR‘ oder ‚NOT‘ werden durch Sonderfunktionen wie Zähler, Wochenschaltuhr oder mathematische Funktionen ergänzt. Ferner umfasst das Funktionsspektrum Merker für digitale und numerische Werte sowie Zeitvariablen. Die Merker kann ein Anwender in der Software so konfigurieren, dass sämtliche Werte bei einem Spannungsverlust am Gerät erhalten bleiben. Das Programm kann auch aus dem Logikrelaissystem zurückgelesen werden, wobei sich Informationen wie individuelle Bezeichnungen und Kommentare der Datenelemente nicht ändern. Indem die Programmquellen nicht mit überspielt werden, wird das Zurücklesen generell verhindert.

Mehr Funktionalität und Flexibilität

In dem druckfest gekapselten Gehäuse sind das Logikrelaissystem PLC logic (rechts) und weitere Schaltgeräte von Phoenix Contact wie Trennverstärker, Motorstarter und Sicherheitsrelais untergebracht.

In dem druckfest gekapselten Gehäuse sind das Logikrelaissystem PLC logic (rechts) und weitere Schaltgeräte von Phoenix Contact wie Trennverstärker, Motorstarter und Sicherheitsrelais untergebracht. Phoenix Contact

„Mit der früheren, konventionellen Schaltungstechnik waren wir außerdem nicht so flexibel wie jetzt“, berichtet Wöstehoff. Mit dieser Steuerung kann nun die notwendige Anzahl an Ein- und Ausgängen genau den einzelnen PLC-Interface-Modulen zugewiesen werden. Bei Bedarf ist das System um zusätzliche Module erweiterbar. „Die Möglichkeiten von PLC logic gehen über das Nachbilden von Relaisfunktionen hinaus. Wir können mit dem Logikrelaissystem eine Laufzeitüberwachung und sogar Zeitglieder abbilden – mit einer herkömmlichen Steuerung erfordert das mehr Platz und ist viel aufwändiger beim Engineering“, erklärt Wöstehoff.

Das Überführen der Logik in digitale Daten beschleunigt darüber hinaus die Inbetriebnahme. Das Programm zur Ventilsteuerung in der ersten Anlage wurde nach dem erfolgreichem Test einfach auf einen Konfigurations-Stick kopiert und dann auf die restlichen fünf Armaturen übertragen, die identisch ausgerüstet sind. „Mit konventioneller Relaistechnik hätten wir fünf Mal die Logik als ‚Hardware‘ verdrahten müssen“, sagt Wöstehoff. Nachträgliche Anpassungen in der Konstruktion – nicht selten in letzter Minute – lassen sich mit der neuen Lösung einfach umsetzen. Möglich wird dies durch das Ändern und Hinzufügen von Ein- und Ausgängen sowie die schnelle Modifikation des Projekts in der Software. „Zudem ist die Fehlersuche jetzt übersichtlicher, und wir können mehr Meldungen an den Kunden herausgeben. Wir sind flexibler, Sonderwünsche lassen sich auch erfüllen. Und alles ist komfortabel zu handhaben“, schließt Wöstehoff ab.

Einbindung in unterschiedliche Netzwerke

Das Logikrelaissystem PLC logic lässt sich mit adaptierbaren Ethernet-Gateways in unterschiedliche Netzwerke einbinden. So kann der Anwender eine bidirektionale Kommunikation mit der übergeordneten Steuerung aufbauen, um Fernwirkaufgaben durchzuführen sowie die Anwendung zu visualisieren und zu diagnostizieren. Dazu koppelt er die Logikmodule über ein Verbindungskabel an das Gateway an, sodass sie via Modbus TCP, Profinet oder Ethernet/IP Daten austauschen können. Zur Integration der verschiedenen Gateways in die Programmier-Tools der überlagerten Steuerungen stehen Konfigurationsdateien im ESD- oder GSDML-Format zur Verfügung. Auf diese Weise können  die übertragbaren Prozessdaten problemlos aus dem Logikrelaissystem in die jeweilige Programmierumgebung eingebunden und entsprechend zugeordnet werden.