Klein, flach und sicher

FELDBUSSE - Um den AS-i-Bus ist es in letzter Zeit etwas ruhiger geworden, allerdings seine Bedeutung hat eher zugenommen - zum Beispiel als Ergänzung der „größeren“ Busse sowie fürs industrielle Ethernet. Bei der AS-i-Entwicklung steht vor allem die Handhabbarkeit im Vordergrund. Zum einen wird die Montage vereinfacht, zum anderen wird die Baugröße der Anschlußelemente erheblich verkleinert.

26. März 2002

Das AS-i-Netz ist eine einfache, preiswerte Möglichkeit, Sensor- und Aktoranschlüsse an die Steuerung anzubinden. Die bisherige Zahl von maximal 31 Teilnehmern innerhalb des Netzes erwies sich in der Praxis oft als Engpass. Im Rahmen eines Gemeinschaftsprojektes von acht namhaften AS-i-Partnerfirmen entstand deshalb die neue Spezifikation Version 2.1. Sie verdoppelt die Teilnehmerzahl und erlaubt zusätzlich eine komfortablere Signalisierung eventueller Fehler, aufgeteilt in Peripherie- und Kommunikationsfehler.

Die Fehlerindikatorsignale werden an den E/A-Modulen angezeigt und stehen auch dem Master zur Verfügung. Die Initialkosten für Master, Gateway, Netzteil und Kabel verteilen sich nun auf 62 Slaves. Dadurch sinkt der Preis pro installiertem Anschluss. Das Gesamtsystem wird noch wirtschaftlicher.

Um die mit der neuen AS-i-Spezifikation mögliche doppelte Teilnehmerzahl zu erreichen, werden Extended-Slaves benötigt. Diese lassen sich an einer bestehenden Adresse als A- und B-Slave ansprechen. Für eine problemlose Umrüstung beziehungsweise Erweiterung des Netzes sind die neuen Slaves beliebig, auch mit herkömmlichen Single-Slaves gemischt einsetzbar. Es ist nicht nötig Adressen oder sonstige Einstellungen zu ändern.

Flachverteiler für praxisfreundliche Montage Die mit dem Automatisierungsgrad steigende Zahl der Komponenten bedeutet auch Mehraufwendungen für die Installation. Hier liegt ein Einsparungspotential, das es noch auszuschöpfen gilt, beispielsweise mit der neuen Modulgeneration von Hirschmann Electronics. Im IP-67-Bereich ist mit dieser Modulreihe erstmals eine konsequente Trennung der Sensor/Aktor-Anschlußseite von der Elektronikfunktion realisiert. Den Anwendern erlaubt dies eine weit flexiblere Arbeitsgestaltung als bisher. So musste bei bisherigen Modulen oft schon nach der Montage der Grundplatte das Flachkabel eingelegt werden, der Peripherieanschluß war erst danach möglich. Dieser war oft als Klemmanschluss ausgeführt, die Kabelzuordnung erforderte Fachwissen und Sorgfalt.

Da jetzt die Sensoren, die 16 mm flache Grundplatte und die Elektronik getrennt sind, ist es möglich, die Reihenfolge der Montage individuell den Erfordernissen anzupassen. So können jetzt z.B. Sensoren, Basismodul und verbindende Anschlussleitungen flexibel in beliebiger Reihenfolge montiert werden. Die mit Stecker vorkonfektionierten Sensorleitungen erleichtern den schnellen, sicheren Anschluss auch ohne besonderes Fachwissen. Als weiterer Schritt werden dann die AS-i-Profilkabel in die Basismodule eingelegt. Das Elektronikmodul kann ganz zum Schluss montiert werden. Module in den Versionen 4 x Ein/ 4 x Aus, 4 x Ein, 4 x Aus oder 2 x Ein / 2 x Aus stehen in der ersten Ausbaustufe zur Verfügung. Wird das Modul mit der Grundplatte verschraubt, kontaktiert es die Flachkabelleiter in der bewährten Eindringtechnik.

Der modulare Aufbau hat neben einer besseren Montageplanung noch zwei weitere Vorteile für den Anwender: Zum einen müssen die vergleichsweise kapitalintensiven Elektronikmodule erst kurz vor Inbetriebnahmen und Auslieferung beschafft werden, zum anderen sinkt die „Schwundrate“ dieser wertvollen Komponenten während der restlichen Montagezeit auf Null; denn wo nichts montiert ist, kann auch nichts abhanden kommen. Dies gilt auch für leicht zugängliche Sensoren, die bei Bedarf noch nachträglich an das bereits fertig verlegte Kabel angesteckt werden können. Bei einem Tausch der Elektronikkomponente bleiben die Sensor/Aktorleitungen am Basisbord angeschlossen. Stillstandszeiten der Anlage werden so drastisch minimiert, die Servicekosten sinken.

Sichere Adressierung unter Schutzart IP 67

Adressiert wird herkömmlich über Adapterkabel mit Standard-Adressiergerät oder AS-i-Kabel von Master und Steuerung. Zusätzlich ist im Elektronikmodul auch noch eine Infrarotschnittstelle integriert. Über diese kann im eingebauten Zustand unter Beibehaltung der IP-67-Anforderungen adressiert werden. Die Kommunikation läuft dabei anwendungsfreundlich über die integrierte IR-Empfangsdiode und die Fehler-LED, die dabei zusätzlich zu ihrer eigentlichen Aufgabe die Sendefunktion übernimmt. Dazu wird ein Adapterstecker aufgesetzt, die Hände bleiben frei zur Bedienung des Adressiergeräts. Eine Verschlußkappe oder deren Befestigungsschraube gehen so nicht mehr verloren. Sicherheit und Zuverlässigkeit des Systems steigen. Die Adressen können sowohl vor, als auch während oder nach der Inbetriebnahme vergeben werden.

Eingebaute Schutz- und Diagnosefunktionen erhöhen die Ausfallsicherheit und Servicefreundlichkeit. Ein- und Ausgänge sind überlast- bzw. kurzschlusssicher, auch ein falscher Anschluss kann sie nicht zerstören. Fehler werden mit einer roten Leuchtdiode signalisiert und parallel dazu an den Master übermittelt. Eine integrierte Watchdog-Funktion schaltet bei einer Kommunikationsstörung alle Ausgänge stromlos.

Die Anschlussbriefmarken: AS-i-Minimodule

Die Baugröße der bisherigen Verteiler- und Koppelmodule schränkt in Anwendungen mit Platz- oder Gewichtsbegrenzung den AS-i-Einsatzbereich ein. Speziell für solche Einsatzbereiche kann der Anwender jetzt auch kleine, gut briefmarkengroße Komponenten einsetzen: Mini-Module von Hirschmann mit nur 45 x 45 mm Montagefläche erlauben den AS-i-Einsatz auch unter schwierigen Raum- oder Anwendungsbedingungen. So eignen sie sich auch für bewegte Maschinenteile, zum Beispiel in Robotern. Verschiedene Ausführungen erlauben auch unter einschränkenden Verhältnissen den optimalen Einsatz von AS-i.

An das Vierfach-Mini-Eingangsmodul können Zwei- oder Drei-Drahtsensoren mit 8-mm-Stecker angeschlossen werden. Der integrierte AS-i-Flachkabelanschluß macht zusätzliche Koppelmodule überflüssig. Neben diesen Eingangsmodulen bietet sich das Mini-Modulgehäuse auch für andere Standardlösungen an. So erlaubt ein Koppelmodul für AS-i-Bus- und AUX-Power-Kabel Abzweige vom Flachbandkabel zu legen und damit Schleifen im Flachbandkabel zu vermeiden . Dazu stehen als Schnittstelle wahlweise ein unkonfektioniertes Rundkabel oder konfektionierte Kabel in 0,3, 1 oder 2 m Länge für M12-Gerätedosen zur Verfügung. Die Installation wird so mit der bei AS-i möglichen Baumstruktur übersichtlicher, der Gerätetausch im Servicefall einfacher. Mit dem Brückenmodul kann der Anwender einfach und schnell Abzweige von AS-i- und AUX-Kabeln auf engstem Raum herstellen.

Die erweiterte Teilnehmerzahl am Netz und die auf noch wirtschaftlicheren Einsatz ausgelegten Komponenten zeigen, daß das AS-i-Netz auch in Zukunft eine erfolgreiche, kostengünstige Lösung für Kommunikationsaufgaben im Bereich von Sensoren und Aktoren bleiben wird.

Erschienen in Ausgabe: 02/2001