Steuerungstechnik System gefordert

Jumo hat ein System entwickelt, dass Messwerte sicher erfasst, regelt und automatisiert: das mTRON-T-System. „Wir wollten die volle Flexibiliät einer SPS, ein einfach zu konfigurierendes Regelsystem und zusätzlich hochwertige, universelle Analogeingänge“, sagt Jumo-Produktmanager Thomas Diel. Mit dem System geht das Fuldaer Unternehmen auf die Forderungen seiner Kunden nach einem Automatisierungssystem ein. Diese verlangten nach einer Gesamtlösung für die Komponenten, mit denen sie aus dem Jumo-Portfolio bereits vertraut waren: Messumformer, Anzeiger, Kompaktregler und Bildschirmschreiber. „Jumo mTRON T ist ein skalierbares und in seinen Bausteinen vollständig aufeinander abgestimmtes Mess-, Regel- und Automatisierungssystem“, erklärt Diel. Seine universellen I/O-Module, die flexible Anschlusstechnik und die Kommunikations-, Auswerte-, und Automatisierungs-Software, ermöglichen den Einsatz in unterschiedlichen Bereichen: in der Lebensmittelindustrie, im Ofenbau oder im Maschinenbau. Während des Engineering-Prozesses stand der Sicherheitsaspekt im Vordergrund. Alle Eingänge des Mehrkanal-Reglermoduls sowie des Analogeingangsmoduls 4-Kanal sind galvanisch getrennt. Das ermöglicht es dem Anwender Messwerte sicher und störungsresistent zu erfassen. Die erfassten Messdaten können mittels einer Software visualisiert und anschließend für weitere Zwecke manipulationssicher archiviert werden. Der Anwender hat von der Messdatenerfassung bis zur Archivierung keine Sicherheitslücken im Aufzeichnungs- und Automatisierungsprozess. Ein weiterer Sicherheitsaspekt rührt von der autarken Regelung. Das System mTRON T steuert mit bis zu 30 modularen Mehrkanal-Reglermodulen pro CPU 120 autarke Regelkreise gleichzeitig. Im Falle eines CPU-Stopps können die Regelkreise weiterhin ihre Aufgabe erfüllen.

Individuelle Steuerungsapplikationen

Modular aufgebaut nutzt mTRON T einen ethernetbasierten Systembus und eine integrierte SPS - auch für dezentrale Automatisierungsaufgaben. Kern des Verfahrens ist die Zentraleinheit mit einem Prozessabbild für bis zu 30 I/O-Module. Für individuelle Steuerungsapplikationen verfügt das System über eine SPS (CoDeSys V3), Programmgeber- und Grenzwertüberwachungsfunktion sowie Mathematik- und Logikmodule. Als I/O-Module stehen Mehrkanal-Reglermodule, Analog-Eingangsmodule mit 4- und 8-Kanälen, ein Relaismodul in 4-Kanal-Ausführung sowie das frei konfigurierbare Digital-I/OModul mit 12-Kanälen zur Verfügung. Das 4-Kanal-Analog-Eingangsmodul verfügt über vier galvanisch getrennte universelle Analogeingänge für Thermoelemente, Widerstandsthermometer und Einheitssignale. Somit werden mit der gleichen Hardware verschiedene Prozessgrößen erfasst und digitalisiert.Mit dem Router-Modul lässt sich das Automatisierungssystem dezentralisieren, indem die I/O-Module auf mehrere Hutschienen oder Schaltschränke verteilt werden. In einem System sind maximal 30 Router-Module und maximal 30I/O-Module möglich. Die Spannungsversorgung und der Betriebszustand des Moduls werden durch Leuchtdioden angezeigt. Ein Mehrkanal-Reglermodul unterstützt bis zu vier PID-Regelkreise mit schneller Zykluszeit und bewährtem Regelalgorithmus ohne die Zentraleinheit zu belasten. Bis zu 120 Regelkreise können gleichzeitig in Betrieb genommen werden. Bei Ausfall eines der Mehrkanal-Reglermodule kann dieses mittels Plug&Play ersetzt werden, sodass der betroffene Prozess keinen langen Stillstandszeiten ausgesetzt ist.

Einblick in Prozesszustände

Das Multifunktions-Panel mit einem 8,4"-TFT-Touchscreen ermöglicht es, auf Parameter- und Konfigurationsdaten des Gesamtsystems zuzugreifen, und erleichtert die Bedienung der Regler und Programmgeber. Als Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine ermöglicht das Panel einen geordneten Einblick in Prozesszustände und Parameter des Systems. Die über den Systembus übertragenen Prozessdaten werden in Echtzeit dargestellt. Zum Auslesen und Auswerten der Daten stehen PC-Programme zur Verfügung. Die Bildschirmmasken sind serienmäßig vordefiniert, wodurch sich die Inbetriebnahmezeiten verringern. Die Hard- und Software-Konfiguration erfolgt ebenso wie die Projektierung der Messwerterfassungs- und Regelungsaufgaben mittels Setup-Programm. Das System lässt sich zu einem Automatisierungssystem erweitern, indem die am Markt verbreitete Soft-SPS CoDeSys V3 freigeschaltet wird. In CoDeSys stehen zur Programmierung der Steuerungsapplikation alle in der IEC61131-3 definierten Editoren bereit: Strukturierter Text, Ablaufsprache, freigrafischer Funktionsplan, Funktionsplan-Diagramm, Kontaktplan und Anweisungsliste. Nach Programmierung der Automatisierungslösung mit CoDeSys werden die Projektdaten wieder vom Setup-Programm übernommen. Somit kann die gesamte Applikation in einer Projektdatei erfasst werden, wodurch Projektverwaltung und Versionspflege stark vereinfacht werden.