Automatisierung

Signale logisch verteilen

M8-Verteiler mit aktiver Logikfunktion in unterschiedlichen Baugrößen und mit verschiedenen Logikverknüpfungen

22.07.2021 - I/O-Verteiler in M8-Bauform und mit aktiver Logikfunktion bieten intelligente Möglichkeiten der Datenverkabelung und -verteilung. Der folgende Fachbeitrag beschreibt die Vorteile und Anwendungsvielfalt der kompakten Verteiler.

Die Kommunikationstechnik ist aus den heutigen Maschinenbauanwendungen nicht mehr wegzudenken. Sie spielt ihre Stärke dort aus, wo dezentrale Signale eingesammelt werden müssen und der Verdrahtungsaufwand durch Dezentralisierung minimiert werden soll. Insbesondere im Industrie-4.0-Gedanken werden zukünftig noch mehr Signale benötigt, die intelligent einer zentralen Steuerungseinheit zugeführt werden müssen. Hier kommen I/O-Verteiler in kompakter M8-Bauform von Escha ins Spiel. Mit ihrer aktiven Logikfunktion bieten sie den Anwendern laut Hersteller neue Möglichkeiten. Die Feldbustechnik – ganz gleich, ob Profibus, Devicenet oder die Ethernet-Kommunikationstechnologien wie Profinet, Ethernet/IP, Ethercat oder Power­link – haben die Verdrahtungsphilosophie im Maschinenbau nachhaltig beeinflusst. Die Feldbuswelt kommt jedoch an ihre Grenzen, sobald beengte Platzverhältnisse oder schwierige Verdrahtungssituationen auftreten. Das liegt zum einen daran, dass für die Feldbusverdrahtung hochwertige geschirmte Kabel benötigt werden, die in ihren dynamischen Eigenschaften – zum Beispiel Biegeradius und Torsion – oft eingeschränkt sind. 

Zum anderen sind auch Feldbusverteiler in ihrer Größe limitiert, da bereits die Feldbusfunktion und die Anschlüsse einen gewissen Mindestbauraum beanspruchen. Allein für den Bus sind oftmals zwei Anschlüsse notwendig (Bus-In und Bus-Out). Zudem wird mindestens ein weiterer Anschluss für die Stromversorgung benötigt.

Es kommen daher oftmals passive I/O-Verteilerboxen zum Einsatz, die ungeschirmte Multipolkabel verwenden. Allerdings wird bei konventionellen I/O-Verteilern jedes Signal durch eine einzelne Ader repräsentiert. Das führt zu mehradrigen Multipolkabeln mit großen Durchmessern, was wiederum schlechte dynamische Eigenschaften nach sich zieht. Diese starren und dicken Kabel müssen dann über den gesamten Verdrahtungsweg zu einer zentralen Schaltschrankeinheit geführt werden. Das so genannte Stammkabel wird anschließend im Schaltschrank auf Klemmen oder Feldbus-I/Os aufgelegt – und erst dort werden die Signale weiterverarbeitet. Das klingt nicht nur aufwändig und kompliziert. Das ist aufwändig und kompliziert.

Die Lösung: I/O-Verteiler mit aktiver Logikfunktion 

Eine sinnvolle und einfache Alternative bieten die I/O-Verteiler in kompakter M8-Bauform und mit aktiver Logikfunktion von Escha. Zum einen können sie durch ihre platzsparende Bauweise auch unter beengten Platzverhältnissen eingesetzt werden. Zum anderen verarbeiten sie die angeschlossenen Signale direkt an Ort und Stelle vor. Fest einprogrammierte UND- bzw. ODER-Logikfunktionen ermöglichen es, das Logikergebnis einer weiteren Signalverarbeitung zuzuführen. Schlussendlich können Anwender mit einer gewöhnlichen Sensor-/Aktorleitung die vorverarbeiteten Signale weiterleiten. Diese Sensor-/Aktorleitungen sind prädestiniert für dynamische und flexible Verdrahtungssituationen und deutlich preisgünstiger als vergleichbare Feldbusleitungen. Zudem sind sie aufgrund ihrer breiten Anwendungsvielfalt und Marktdurchdringung weltweit verfügbar.

I/O-Verteiler mit Logikfunktion bieten noch weitere Vorteile. Mit ihnen können Anwender I/Os an der Feldbusankopplung bzw. zentralen Steuerungseinheit einsparen. Zudem ermöglichen sie aufgrund der lokalen Datenvorverarbeitung sehr kurze Verzögerungszeiten. Sie können sowohl Signale mechanischer Schalter, als auch elektronischer Sensoren verarbeiten. Aufgrund ihres Ausgangsstroms von 200 mA pro Steckplatz können sogar optische Sensoren angeschlossen werden, die einen höheren Strombedarf haben.

Vorteile im Überblick

Aufgrund ihrer kompakten Bauform und ihres geringen Gewichts können Anwender die Verteiler überall dort einsetzen, wo begrenzte Platzverhältnisse vorherrschen. Zum Beispiel bei Greifern, Robotern oder kompakten Handlings-Einheiten. Durch mehrere Befestigungsmöglichkeiten können die Verteiler in unterschiedlichen Einbausituationen montiert werden. Bezeichnungsschildträger an allen Steckplätzen erleichtern die Markierung und die Zuordnung. Mit einem optionalen Simulationsstecker lassen sich freie Ports beschalten.

Anwender erhalten die Logikverteiler in 4-fach-, 8-fach- und 10-fach-Ausführung und können zwischen verschiedenen fixen Kombinationen aus UND- und ODER-Logik wählen. Durch eine fest vorgegebene Logik müssen die Verteiler vor ihrer Verwendung nicht programmiert werden und sind unmittelbar einsatzbereit. Alle Varianten erfüllen die Dichtigkeitsvoraussetzungen nach IP65 und IP67.

Autor
Thomas Korb, Leiter Produktmanagement

Kontakt

ESCHA GmbH & Co. KG

Elberfelder Str. 32
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