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Erweiterbare Kompaktsteuerung für Maschinen- und Anlagenbau

25.02.2009
Die speziell für kleinere Automatisierungen im Maschinen- und Anlagenbau entwickelte SPS vom Typ FX3G ist durch Erweiterungs-, Funktions- und Netzwerkmodule flexibel einsetzbar und dabei schnell, zuverlässig und wirtschaftlich.

Wesentliche technische Neuerungen gegenüber der vorherigen Generation sind der große Programmspeicher, eine schnellere Befehlsverarbeitung, ein erweiterter Programmierbefehlssatz sowie verbesserte Funktionen und Erweiterungsmöglichkeiten, insbesondere für Sicherheits-, Kommunikations- und Positionieraufgaben.

Darüber hinaus ermöglichen die Geräte die nahtlose Integration weiterer Automatisierungskomponenten, wie Bediengeräte und Frequenzumrichter, zu kundenspezifischen Gesamtlösungen.

Steuerung mit einheitlichem Technik- und Bedienkonzept

Die Steuerung basiert auf dem gleichen technischen Konzept wie die für anspruchsvolle Steuerungsaufgaben entwickelten Kompakt-SPS-Serien Melsec FX3U und Melsec FX3UC. Alle notwendigen Komponenten, von der Stromversorgung über den Prozessor und den Arbeitsspeicher bis zu den Ein- und Ausgängen (E/A), sind in den betriebsbereiten Grundgeräten schon enthalten. Die hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit von 0,21 µs je logischer Anweisung und der große Speicher für bis zu 32000 Programmschritte sind auch für umfangreichere Automationslösungen ausreichend bemessen.

Zudem verfügt die Steuerung neben dem konventionellen Systembus für bis zu acht Erweiterungs-, Funktions- und Netzwerkmodule ebenfalls über ein zweites Bussystem. Bis zu sechs Module – zwei Schnittstellenmodule (RS232 oder RS485) und vier analoge Funktionsadapter, darunter auch neue Temperaturerfassungsmodule (für Pt1000- und Ni1000-Elemente) – lassen sich an diesen Adapterbus zusätzlich anschließen.

Adaptermodule ohne zusätzliche Programmierung einzubinden

Die eigens für die Melsec FX3-Familie entwickelten Adaptermodule sind dank moderner Chips von sehr geringer Baugröße und können ohne zusätzliche Programmierung eingebunden und durch spezielle Datenregister direkt angesprochen werden. Das soll nicht nur Programmschritte, sondern auch Zeit und Kosten sparen. Eine dritte Erweiterungsmöglichkeit für serielle Kommunikationsverbindungen (RS232, RS422 oder RS485) und analoge Funktionen bieten bis zu zwei Erweiterungskarten, die an der Frontseite der Gehäuse eingesteckt werden.

Programmiert wird die neue Steuerung mit der Programmiersoftware GX Developer. Die SPS-Entwicklungsumgebung für alle kompakten und modularen Steuerungen von Mitsubishi Electric unterstützt den internationalen Standard IEC 61131-3 mit den Sprachen Funktionsbaustein, Kontaktplan, Anweisungsliste, strukturierter Text und Ablaufsteuerung.

Ein Programmierbefehlssatz mit typischen Grundbefehlen und mehr als 120 vorgefertigten Applikationsanweisungen erleichtert die Programmerstellung und verkürzt die Inbetriebnahme. Auch andere grundlegende Elemente wie Montage, Anschlusstechnik, Standardfunktionen und Bedienung sind für die gesamte Melsec-FX3-Steuerungsfamilie einheitlich und sorgen für eine einfache Handhabung.

Grundgeräte flexibel erweiterbar bis 256 E/A

Die Grundgeräte der Melsec-FX3G-Serie sind mit 14, 24, 40 und 60 Ein- und Ausgängen erhältlich und für den internationalen Betrieb mit 100 bis 240 V Wechselspannung oder 24 V Gleichspannung ausgelegt. Als Ausgangstypen stehen digitale Relais- und Transistorversionen zur Auswahl. Alle Grundgeräte lassen sich durch Erweiterungsmodule bis auf 128 E/A ausbauen. Über das offene Feldbusnetzwerk CC-Link ist eine Erweiterung auf bis zu 256 E/A möglich. Auch grundlegende Sicherheitsfunktionen wie Not-Aus-Schaltungen, Lichtgitter- oder Schutztürüberwachungen können mit den für dieses Netzwerk entwickelten Sicherheitsschaltgeräten von Mitsubishi Electric ohne zusätzliche Programmierung in das Standardsteuerungssystem eingebunden werden.

Ein Anzeigemodul, das auf die Frontseite der Grundgeräte aufgesteckt wird, sorgt für einen schnellen Überblick. Wichtige Steuerungsdaten können über vier Funktionstasten abgefragt oder bearbeitet und Fehlermeldungen als Text angezeigt werden. Ein zweistufiger Passwortschutz mit unterschiedlichen Zugriffsrechten für Anwender und Entwickler gestattet nur autorisierten Personen den vollständigen Einblick in das Steuerungsprogramm. Während der Nutzer auf alle für den Betrieb notwendigen Funktionen zurückgreifen kann, bleibt das Entwicklungswissen des Maschinen- und Anlagenbauers geschützt.

Vielfältige Kommunikations- und Positioniermöglichkeiten

Die kleine Kompakt-SPS bietet vielfältige Kommunikationsmöglichkeiten. Sie unterstützt die Anbindung an gängige Netzwerke wie Profibus-DP, CC-Link, Ethernet, Device-Net, CAN-open und AS-Interface ebenso wie den Datenaustausch über bis zu drei serielle Schnittstellen. In die Gehäusefront schon integriert sind eine USB- und eine RS422-Programmierschnittstelle. Weitere Kommunikationsverbindungen lassen sich über Schnittstellenmodule herstellen, die entweder in das Gehäuse eingebaut (RS232, RS422, RS485) oder über den Adapterbus (RS232, RS485) angeschlossen werden.

Auch für Positionieraufgaben ist die Steuerung gut gerüstet. In allen Grundgeräten sind sechs schnelle Zähler mit einer Frequenz von bis zu 60 kHz vorhanden. Die kleineren Modelle (bis 24 E/A) verfügen zusätzlich über zwei, die größeren (ab 40 E/A) über drei Pulsausgänge mit einer Frequenz von bis zu 100 kHz für die Ansteuerung von bis zu drei unabhängigen Schritt- oder Servomotoren. Mit dieser Serienausstattung lassen sich einfache Verfahrwege und Einstellachsen sehr kostengünstig verwirklichen. Vorgefertigte Befehle unterstützen die punktgenaue Positionierung.

Wirtschaftliche Gesamtlösungen

Eine weitere Stärke der jüngsten Steuerungsgeneration sind die auf die Produktpalette von Mitsubishi Electric abgestimmten Module, Funktionen und Befehle. Sie stellen sicher, dass die Steuerungen im Automatisierungsverbund mit anderen kompakten und modularen Steuerungen und den Frequenzumrichtern, Servoantrieben und Bediengeräten des Unternehmens zusammenarbeiten.

Ein Beispiel ist der einfache Anschluss von bis zu acht Frequenzumrichtern ohne Feldbussystem über eine serielle RS485-Verbindung. Neben dem Verdrahtungsaufwand spart der Anwender auch das Schreiben einer eigenen SPS-Programmsequenz, da das Umrichterprotokoll bereits in der Steuerung integriert ist. Mit nur drei Parametern ist ein Frequenzumrichter eingestellt, vier Befehle genügen, ihn zu starten, zu stoppen sowie Parameter zu lesen und zu schreiben. Eine detaillierte Statusanzeige ermöglicht eine schnelle Fehlerbehebung, eine vorbeugende Wartung und die Überwachung des Energieverbrauchs.

Komplette Steuerungsfamilie

Alle Kompaktsteuerungen der jüngsten Generation sind voll kompatibel zu bestehenden FX-Baureihen. Bisherige Investitionen in die Steuerungstechnik bleiben somit langfristig geschützt. Für besonders anspruchsvolle Automatisierungsaufgaben in der Fertigungs- und Prozesstechnik schließen sich nach oben die modulare Steuerung Melsec System Q und die IQ-Plattform nahtlos an.

Die Leistungsdaten der FX3G-Serie im Überblick:

-E/A-Bereich: 14 bis 256

-Programmspeicher: bis zu 32000 Schritte (Standard)

-Zykluszeit/logische Anweisung: 0,21 µs

-digitale Ausgänge: Relais, Transistor

-Analogwertverarbeitung: bis zu 64 E/A, Systembus, bis zu 16 E/A, Adapterbus

-Auflösung: 12 und 16 Bit

-Positionierung: 6 schnelle Zähler (60 kHz), intern und 2 oder 3 Pulsausgänge (100 kHz), intern

-Netzwerktechnik: Ethernet, Profibus-DP, CC-Link, CAN-open, Device-Net, AS-Interface

-Schnittstellen: RS232, RS422, RS485, USB

-Netzwerkversorgung: AC 100-240 V, DC 24 V

Alexander Strutzke | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/automatisierung/fertigungsautomatisierung/articles/172335/

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