Modulare Industriekommunikation für leistungsfähige Automatisierungssysteme

Welcher Projektingenieur hat diese Schlagworte für erfolgreiche Lösungen in industriellen Umgebungen noch nicht gehört: Kosten reduzieren, Flexibilität erhöhen, Informationsfluss optimieren? Nach dem Erfolg der Bustechnik im Bereich der diskreten Fertigungsautomation steigt nun der Bedarf in der Prozessindustrie.

Die Anwender erkennen, dass Systeme in Modulbauweise mit Feldbusanschluss die technische Basis einer transparenten Kommunikation bis in die Produktionsleitsysteme sind und damit Kosten sparen und die Qualität erhöhen.

Das bedeutet für den Hersteller von Maschinen und Anlagen eine einmalige Chance zum Vertrieb seiner Produkte, kann er doch seine Systeme in Modulbauweise an viele gängige Kommunikationssysteme anschließen, ohne die Basis seiner Konzeption ändern zu müssen.

Sehr oft findet man sich allerdings bei der Auswahl neuer Kommunikationskonzepte zur Realisierung einer Applikation zunächst mit fast unlösbaren Aufgaben konfrontiert; sei es Platzmangel im Schaltkasten, der Wunsch des Endkunden nach einer möglichst preiswerten Lösung oder nur das Bestreben nach einer noch höheren Funktionalität und Zukunftsfähigkeit in Bezug auf die Modularität der Anlage wie auch in der Granularität der dezentralen E/A in der Maschinenanwendung.

Optimale Konnektivität der einzelnen Systembestandteile

Unter dem Strich kristallisiert sich meistens eine Lösung heraus, die, aus Einsparungen und Kompromissen entstanden, die Applikationsaufgabe erfüllt, aber dennoch einen bitteren Beigeschmack hinterlässt. Dies muss nicht sein, wie man am Beispiel der jüngsten Entwicklungen aus dem Hause Panasonic feststellen kann.

Um eine optimale Konnektivität der einzelnen Systembestandteile sicherzustellen, hat das Unternehmen im Bereich der Feldbusse für die SPS FP-Sigma und FP2 sowohl Master- als auch Slave-Module nach neuestem technischen Stand entwickelt und diese auf der Messe SPS/IPC/Drives 2007 in Nürnberg erstmals dem Fachpublikum vorgestellt.

Besonderes Augenmerk wurde bei der Erstellung des Pflichtenhefts für die entwickelten Produkte beispielsweise auf eine einfache, sichere und dennoch flexibel gehaltene Hardware für die Slave-Module sowie auf anwenderfreundliche Benutzeroberflächen in Bezug auf die Parametrierbarkeit in der Konfiguratorsoftware für die Master-Module gelegt.

Wird der Bereich der Feldbus-Netzwerke in Richtung Prozessleitebene und Scada erweitert, bietet sich der neu entwickelte OPC-Server von Panasonic als verlässlicher Partner bei der Weitergabe der wertvollen Prozessdaten an. Die Herausforderungen der Entwicklungsspezialisten des Unternehmens zielten beim FP-OPC-Server vor allem darauf ab, die Daten für den Endanwender möglichst einfach und effizient der übergeordneten Leitebene zur Verfügung zu stellen.

FNS-Module senken Kosten und erhöhen die Qualität

Die FNS-Module (Flexible Network Slave) basieren auf einer gleichen Hardware-Basis zur Kommunikation mit der SPS. Das jeweilige Bussystem wird einfach durch Stecken des entsprechenden Kommunikationsmoduls in die vorbereitete Hardware bereitgestellt. Eine nachträgliche Änderung des Feldbusses wird einfach realisiert, indem man das alte Modul aus dem Steckgehäuse zieht und das neue Modul wieder einsteckt. Bei den möglichen Feldbussystemen hat Panasonic im ersten Entwicklungsschritt Profibus-DP, CAN-Open und Device-Net ausgewählt, weitere Feldbussysteme folgen je nach Bedarf der Kunden und Markterfordernissen.

Damit ist es dem Anlagenbauer nun im Hinblick auf die ausgewählte SPS möglich, sein Konzept für das Steuerungssystem auf gleicher Basis zu entwickeln und beim Wechsel des Feldbussystems jenes auch beizubehalten. Das spart Kosten ein und schafft Wettbewerbsvorteile.

FMU-Module als Rückgrat von Automatisierungslösungen

Konsequenterweise sollte mit der Entwicklung der Slave-Anschaltbaugruppen auch die Entwicklung der Master-Module erfolgen. Zeitgleich hat Panasonic diesen Schritt begonnen und bietet für die Steuerungen FP Sigma und FP2 die entsprechenden Masterbaugruppen an.

Außer Hardware wird am Stammsitz von Panasonic in Holzkirchen auch Software entwickelt. In diesem Fall die Konfigurationssoftware für die Parametrierung der FMU-Mastermodule (Fieldbus Master Unit). Die Software ist nach der Installation integrierender Bestandteil der Programmiersoftware FPWIN Pro für alle SPS der FP-Serie.

Nach Auswahl einer FMU-möglichen Steuerung findet sich der Konfigurator der Masterbaugruppe im Projektnavigator von FPWIN Pro wieder. Mit wenigen Mausklicks wird der Master konfiguriert, um alle wichtigen Daten wie Busparameter, Adresstabelle für die Slaves und Mastereinstellungen festzulegen. Intuitiv gestaltete Wizards unterstützen den Programmierer bei seiner Arbeit und verkürzen damit die Engineeringzeit deutlich.

Datenaustausch zwischen Feldbusanwendungen und Steuerung fast in Echtzeit

Wie eingangs erwähnt, steht die durchgängige und aufeinander abgestimmte Kommunikation vom Feldbus-Slave bis zum industriellen Netzwerk der Prozessleitebene im besonderen Fokus bei Neuentwicklungen von Maschinen und Anlagen. Auf dieser Basis arbeitet der dritte Partner: Panasonic-Automatisierungssysteme. Der OPC-Server ist eine Standard-Software-Schnittstelle, die es ermöglicht, zwischen Feldbusanwendungen mit Panasonic-Steuerungen und einem PC Daten quasi in Echtzeit auszutauschen.

Der FP-OPC-Server wurde speziell auf die Steuerungen der FP-Serie von Panasonic zugeschnitten. Dabei standen die einfache Handhabung wie auch die Performance in Bezug auf Datenkommunikation bei seiner Entwicklung im Vordergrund.

Bei der Konfiguration der Kommunikation zwischen OPC-Server und SPS wird auf das gleiche Software-Modul zurückgegriffen, den Mewnet-Manager. Damit gilt: Ist die Kommunikation zwischen Programmiersoftware FPWIN Pro und Steuerung möglich, dann ist auch gleichzeitig die Kommunikation zwischen dem OPC-Server und der SPS quasi geprüft und damit verwendbar.

Symbolische Adressen aus dem SPS-Programm übernehmen

Des Weiteren lassen sich die im SPS-Programm verwendeten symbolischen Adressen mittels CSV-Export/Import-Funktion im OPC-Server eintragen und stehen dem Anwender damit sofort zur Verfügung. Der Software liegt ein Test-Client bei, mit dem einfach und sicher die ordnungsgemäße Funktion überprüft werden kann.

Der OPC-Server stellt die Verbindung zur SPS her und die Werte werden automatisch im Test-Client dargestellt. Natürlich ist der Zugriff auf alle Adressen und Datenformate wie Zähler, Zeitgeber sowie Sondermerker und Sonderdatenregister der FP-Steuerungen möglich, was besonders für Diagnosezwecke und Wartungsinformationen sehr hilfreich und zeitsparend ist.

Der Lösungsbaukasten von Panasonic Electric Works zur reibungslosen Kommunikation von der Feldbusebene bis hin zum Scada-System schöpft die Leistungsfähigkeit aller verwendeten Produkte inklusive der Steuerungstechnik aus und vereinfacht Projektierung, Inbetriebnahme und Beschaffung von innovativen und zukunftsfähigen Automationslösungen.

Dipl.-Ing. (FH) Wolfgang Kink ist Produktmanager Steuerungstechnik bei der Panasonic Electric Works Deutschland GmbH in 83607 Holzkirchen.

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