Bei ET 200SP bereits Standardfunktionsumfang, ist der Austausch von Modulen im ­Betrieb (Hot Swapping) auch bei den MP-Modulen in Vorbereitung.

Bei ET 200SP bereits Standardfunktionsumfang, ist der Austausch von Modulen im ­Betrieb (Hot Swapping) auch bei den MP-Modulen in Vorbereitung.Siemens

Das Einsatzgebiet der dezentralen Peripherie ET 200SP reicht vom Serienmaschinenbau über High-Speed-­Anwendungen bis hin zum Anlagenbau. Der kompakte Aufbau resultiert aus der erhöhten Kanalzahl (16) je Modul. Eine ET 200SP Station besteht aus einem Interface-Modul (IM) zur Anbindung an Profinet, den Peripheriemodulen und einem Servermodul, das die Station abschließt. Die Module werden auf passive Base-Units (BU) gesteckt, welche die Module elektrisch und mechanisch miteinander verbinden. Das Tauschen mehrerer Module während des laufenden Betriebs ist dadurch möglich (Multi Hot Swapping).

Über verschiedene Peripheriemodule lässt sich die Funktion des Moduls festlegen. Eine mechanische Kodierung der Peripheriemodule mit der Base-Unit verhindert dabei ein Vertauschen der Module. Für eine flexible Lastabschaltung können individuelle Potenzialgruppen gebildet werden. Da das Power-Modul zur Einspeisung der Versorgungsspannung bereits ins System integriert ist, verringert sich die Stationsbreite zusätzlich um einen Steckplatz (15 mm Breite) je Potenzialgruppe. Das ermöglicht in Abhängigkeit vom verwendeten Interface-Modul (IM) Stationen bis zu 64 Module mit jeweils maximal 16 Signalen aufzubauen. Aufgrund der Push-in-Klemmen als Anschlusstechnik wurde die Bauhöhe für die Klemmen plus Modul von 157 auf 117 mm reduziert und damit die Gesamthöhe des Systems auch bei doppelter Klemmenzahl verringert. Mit einer Höhe von rund 117 mm beziehungsweise 141 mm bei Drei-Leiteranschluss mit AUX-Klemmen und etwa 75 mm Tiefe baut das System ET 200SP um etwa 50 % kleiner als der Vorgänger ET 200S. Durch die geringe Tiefe besteht immer genügend Abstand zur Schaltschranktür und sorgt für das Einhalten der vorgeschriebenen Biegeradien auch bei nur 80 mm tiefen Schaltkästen. Die Kommunikation erfolgt über Profinet, dessen Takt das Interfacemodul synchron über den aktiven Rückwandbus führt oder über Profibus. Die Taktsynchronität ermöglicht eine Datenübertragung mit geringen Jitter. Durch die Anordnung der Push-in-Klemmen der Simatic ET 200SP ist die Verdrahtung ohne Werkzeug möglich. Beim Lösen der Leiter wird nur ein Schraubendreher benötigt. Trotz der geringeren Abmessungen unterstützt das System Anschlussquerschnitte von 0,14 bis 2,5 mm².

Am Stück geht auch

Wer die Bauform auf einer DIN-Profilschiene bevorzugt, kann das hochkanalige, aber dennoch modulare Peripherie-System der S7-1500-Steuerungsfamilie verwenden: Kombiniert mit einer Anschaltbaugruppe stehen die Module für einen dezentralen Stationsaufbau zur Verfügung. Pro Station können bis zu 30 I/O-Module gesteckt werden. Die Module haben durch die parametrierbare Funktionalität eine geringe Teilevarianz. Im Vergleich zu den Baugruppen der S7-300-Baureihe mit bereits von 40 auf 35 mm reduzierten Breite, gibt es die S7-1500-Module in einer nochmals verkleinerten Baubreite von 25 mm. Das Portfolio an 25-mm-Baugruppen (ET 200MP) umfasst digitale Ein- und Ausgangsmodule – 16 DI 24 V DC, 32 DI 24 V DC ein 16 DQ 24V DC (0,5A) und 32 DQ 24 V DC (0,5) – sowie ein gemischtes Modul mit je 16 DI/DQ 24 V DC. Mit derselben Pin-Belegung bei der Verdrahtung sind Schalt- und Verdrahtungspläne für die beiden Baugruppengrößen 25 und 35 mm universell nutzbar. Auch die 25-mm-Module verwenden die Push-in-Klemmentechnik. Der dazu benötigte Frontstecker wird zusammen mit dem Modul ausgeliefert.

Das Peripheriesystem lässt sich durch den selbstaufbauenden (passiven) Rückwandbus ähnlich flexibel wie bei ET 200SP zusammenstellen. In Vorbereitung ist außerdem ein aktiver Rückwandbus, der das Ziehen und Stecken von Baugruppen im Betrieb (Hot Swapping) erlaubt. In beiden Fällen werden die gleichen IO-Module verwendet. Eine mechanische Steckplatz-­Codierung sorgt für eine eindeutige Zuordnung von Modul und Frontstecker. Außerdem besitzen die Module einen elektronischen Kurzschlussschutz. Die Frontstecker lassen sich bei der Verdrahtung in der sogenannten Vorraststellung positionieren, ohne das Modul bereits elektrisch zu kontaktieren. In dieser Position sind die Adern einfacher aufzulegen. Und auch Umverdrahtungen und Fehlerbehebungen sind in dieser Stellung im laufenden Betrieb möglich. Gleichartige Baugruppen haben ein einheitliches Pinning. Dies senkt das Fehlerrisiko beim Verdrahten. Potenzialgruppen werden über gut sichtbare Steckbrücken im Frontstecker gebildet.

Anzeige und Diagnose sind durchgängig über alle Baugruppen identisch. Modul- und Kanalstati werden einheitlich in Klartext dargestellt – unabhängig von Baugruppenart und -typ. Für den Fehlerfall kann der Anwender Ersatzwerte projektieren, ­sodass das Verhalten der Baugruppe definiert bleibt. Die breiteren Module verfügen gegenüber den schmalen Modellen über einen erweiterten Funktionsumfang – etwa bei Einschaltverzögerung, Parametrierung oder kanalgranularer Diagnose.

 Im TIA Selection Tool erfolgt die Auswahl und Konfiguration der notwendigen Hardware – kontextbezogen und geführt.

Im TIA Selection Tool erfolgt die Auswahl und Konfiguration der notwendigen Hardware – kontextbezogen und geführt.Siemens

Die Vielfalt ist beherrschbar

Alle Baugruppen verfügen standardmäßig über ein elektronisches Typenschild (I&M-Daten) – die Voraussetzung für eine umfassende Anlagendokumentation über das TIA-Portal und der Hardware-Konfiguration mit dem TIA Selection Tool. In sechs Ansichten führt das Tool den Hardware-Planer strukturiert durch die Konfiguration und erstellt automatisch Bestelllisten inklusive des benötigten Zubehörs, angefangen bei den allgemeinen Stationsdaten über die Auswahl der Module und Anzeige der Limitierungen wie Stationsgröße, Gewicht, Lastspannung bis hin zur grafischen Darstellung der Potenzialverteilung innerhalb einer Station. Außerdem sorgt es für das Einhalten von Grenzwerten, beispielsweise von Lastströmen oder den Steckplatzregeln. Durch das Optionenhandling müssen komplexe Automatisierungs­projekte nur einmal für den Maximalausbau konfiguriert werden.

Die Konfiguration lässt sich in den Simatic Manager importieren. In der Geräte-Sicht des TIA-Portals werden die I/O-Stationen konfiguriert, in der Netzwerk-Sicht Controller, HMI-Geräte sowie PC und Antriebe grafisch projektiert und vernetzt. Funktionen wie Drag-and-drop von Variablen oder HW-Komponenten sowie das einfache Copy-and-paste von Programmteilen machen die Anwendung komfortabel. Bei Bedarf lassen sich die Peripheriesysteme über die GSDML-Dateien auch in andere Engineeringsysteme einbinden. Für die Systeme stehen zudem CAX-­Daten (Produktdaten, Grafiken, Handbücher) zum kostenfreien Download zur Verfügung. Mit diesen Daten können Projekteure, Elektroplaner und Inbetriebsetzer mit CAE-Systemen elektrische Schaltpläne, Montagepläne und Stücklisten schnell und einfach erstellen sowie den Schaltschrank verdrahten und warten. Auf diese Weise wird das Projekt von der Produktauswahl über die elektronische Datenbereitstellung bis hin zur Erzeugung der CAE/CAD-Dokumentation unterstützt.