WIN!Sonderausgabe open automation www.weidmueller.com
W E I D M Ü L L E R I N F O R M A T I O N & N E W SS P E C I A L
[Editorial]
Inhalt
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Liebe Leserinnen und Leser,
immer schneller müssen sich aufgrund zunehmend kürzerer Produktlebenszyklen im Konsum- undInvestitionsgüterbereich industrielle Maschinen und Anlagen amortisieren, und immer produktivermüssen sie sich betreiben lassen. Mag die Forderung hinter diesem Problem auch betriebswirt-schaftlicher Natur sein, so liegt die Lösung doch eindeutig im technischen Bereich. Moderne Tech-nologien, innovative Konzepte und neue Produkte – insbesondere in der Funktions- und Kommunika-tionselektronik – ermöglichen die direkte Kommunikation und Interaktion dezentraler Komponentenund damit den ersten Schritt hin zu einer »intelligenten«, in weiten Bereichen selbstverwaltetenFeldebene als Grundlage zukunftsweisender und effizienter Automatisierungslösungen.
Vieles, was dabei vor wenigen Jahren von altgedienten Anwendern noch mit Skepsis betrachtetwurde und für den harten Produktiveinsatz nur als bedingt tauglich galt, hat sich inzwischen imAnwendungs-Alltag fest etabliert. Dies gilt für die einheitliche Kommunikation von der Office Weltbis in die Maschine mittels Industrial Ethernet genauso wie für die Nutzung von Wireless-Techno- logien zur Informationsübertragung.
Parallel dazu stehen zahlreiche neue, mindestens genauso richtungweisende Konzepte undLösungsansätze bereits in den Startblöcken. Einen ersten Ausblick darauf, wie diese Entwicklungendie dezentrale Automatisierung von morgen prägen werden, gibt das Interview auf den Seiten 6 und 7, für das wir Ihnen – wie natürlich auch für das anschließende Produkt-Special – eine interes-sante Lektüre wünschen. Vielleicht möchten Sie uns ja per E-Mail an [email protected] gele-gentlich wissen lassen, wie Sie die Automatisierungslandschaft von morgen sehen? Wir freuen unsauf Ihre Anregungen, Meinungen, Kommentare und auf Ihr Feedback!
Mit herzlichen Grüßen,
Ihre WIN!-Redaktion
Automatisierung von morgen
6 Interview mit Michael Höing, LeiterGeschäftsfeld Funktions elektronik, und Dr. Kai Lorentz, Leiter Portfolio Funktionselektronik bei Weidmüller.
Neue Produkte
8 Aktuelles aus dem Weidmüller Produktportfolio.
Automobilbranche
3 IE-Line Steckverbinder mit STEADYTEC ®-Technologie garantie-ren in der Pkw-Fertigung sichere Netz-werkverbindungen.
Bluetooth ungestört
4 Die Automatisierungstechnik setzt zuneh-mend auf Wireless-Technologien. Wiesicher ist die Datenübertragung per Funk?
Es entsteht eine einheitliche Kommunikation
von der Office-Welt bis hinunter in die Maschi-
ne. Das spart Zeit und Geld – und funktioniert
natürlich auch in der entgegengesetzten Rich-
tung: Auch Produktionsdaten lassen sich via
Mausklick direkt aus der Maschine oder Anlage
auslesen und weiter verarbeiten. Die Produk-
tionsdaten werden transparent und lassen sich
für verschiedene Stellen im Unternehmen nut-
zen. Die Nutzung beginnt beim Service und
reicht hinauf bis ins Management. Komplizierte
Ausflüge in die Schweißlinie gehören damit
jedenfalls der Vergangenheit an. Ethernet ist
im Feld angekommen und hat sich mittlerweile
in vielen Branchen etabliert. Immer mehr Unter-
nehmen setzen auf eine durchgängige, vertikale
Integration von Maschinen und Anlagen mit
dem bestehenden Office-Netzwerk.
Früher gingen Ingenieure bei ihren Automobil-
herstellern mit ihrem Laptop oder später auch
mit einem USB-Stick in die Schweißlinie, um
die Ser vice-, Diagnose- und Programmdaten
»persönlich« zum Roboter zu bringen und aufzu-
spielen. Das war immer ein besonders aufwen -
diger Arbeitsvorgang, denn die Daten mussten
zunächst vom Arbeitsplatzrechner kopiert wer-
den, um sie dann in die Produktion zu schaffen.
Umgekehrt galt natürlich das Gleiche: Ingenieu-
re verbrachten Stunden damit, relevante Daten
in der Schweißlinie zu sammeln, um sie später
am eigenen PC verarbeiten zu können. Das ist
heute anders: Ganz einfach per Mausklick vom
Schreibtisch aus werden die aktuellen Daten
direkt aus dem Office-Netzwerk in die Schweiß-
roboter übertragen – Ethernet macht es mög-
lich!
Per Mausklick in den Schweißroboter Industrial Ethernet für eine einheitliche Kommunikation
von der Office Welt bis in die Maschine.Daimler setzt bereits auf Ethernet
In Rohbau und Endmontage ihres Sin-
delfinger Pkw-Aufbauwerks setzen die
Daimler -Ingenieure bei einer neuen
Fahrzeug-Baureihe IE-Line Steck -
verbinder mit STEADYTEC®-Tech -
nologie von Weidmüller ein. Die
Zukunft der Kommunikation liegt
im ganzheitlichen An satz. Mit der
Ethernet-Technologie lässt sich ein
durchgängiges, unternehmensweites
Netzwerk in der Gebäude-, Fabrikhallen-
und Industrieautomation realisieren.
Daimler ist ein führender Anbieter
von Premium-Pkws sowie der weltweit
größte Hersteller von Nutzfahrzeugen.
Das Unternehmen hat 270.000 Mitar -
beiter und Produktionsstätten in 17
Ländern.
[Anwendungsbericht] Automobilbranche
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lichen sollte aufgezeigt werden, wie sich eine
Verschlechterung der physikalischen Übertra-
gungsparameter wegen nicht optimaler Umge-
bungsbedingungen auf die Qualität und Zuver-
lässigkeit der Datenübertragung auswirkt. Zu
diesem Zweck haben die Wireless-Experten
von Weidmüller und der FH Lippe & Höxter
eine Traffic-Applikation realisiert, in der bis zu
sechs SAI-Module mit Zykluszeiten bis herun-
ter zu 10 Millisekunden periodisch abgefragt
werden. Um die Einflüsse der Industrieumge-
bung und diejenigen von zusätzlichen Funk-
störern sicher beurteilen zu können, wurde
zuvor über leitungsgebundene Messungen
eine Referenzumgebung geschaffen. Zusätzlich
fanden strahlungsgebundene Messungen im
Messraum und in realen Industrieanlagen
mit Funkstrecken zwischen drei und 50
Metern statt.
[Kompetenz] Wireless-Technologie
Insbesondere im Umfeld der rauen IP67-
Umgebungen besteht häufig der Wunsch,
Kabel durch Funkstrecken zu ersetzen. Im
Vordergrund steht dabei nicht der generelle
Ersatz von kabelgebundenen Systemen, son-
dern die gezielte Erweiterung durch funkfähi-
ge Sensor-Aktor-Interfaces. Die Kommunika-
tion findet dabei zwischen dezentral verteilten
Funk-SAIs und Gateways zu den konventionel-
len Feldbus-Systemen statt. Prinzipiell einsetz-
bare Funktechnologien sind heutzutage
zahlreich vorhanden – zum Beispiel
ZigBee, NanoNET, WLAN oder
Bluetooth, um nur die bekann-
testen zu nennen.
Umfangreiche Tests zur Störfestigkeit
Für die harten Anforderungen beim Einsatz in
industriellen Applikationen sind jedoch nicht
alle Funkstandards geeignet, denn außer den
passiven Störungen durch den hohen Metall-
anteil gibt es mit Elektromotoren und Fre-
quenzumrichtern, aber auch mit konkurrieren-
den Funksystemen zahlreiche aktive Störer,
die die Übertragungssicherheit beeinflussen
können.
Um die Einsatztauglichkeit der Bluetooth-
Technologie von Weidmüller Interface beurtei-
len zu können, wurden in Zusammenarbeit mit
der Fachhochschule Lippe & Höxter in Lemgo
umfangreiche Untersuchungen zur Störfestig-
keit der Prozessdatenübertragung
vorgenommen. Im Wesent-
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PROFIBUS-DP /Bluetooth Gateway
Industrieller Einsatz: Bluetooth ungestört
Innovative Applikationen der Automatisierungstechnik setzen zunehmend Wireless-Technologien
zur Informationsübertragung ein. Aber wie sicher ist die Übertragung per Funk? Weidmüller und
die FH Lippe & Höxter haben Tests zur Störfestigkeit der Prozessdatenübertragung vorgenommen.
SAI-BluetoothSlave 1
[Kompetenz] Wireless-Technologie
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PFOFIBUS-DP
Gut zu wissen
Sensor-Aktor-Interfaces (SAIs) sind Feldgeräte,
die Sensorsignale erfassen oder Signale für
Aktoren bereitstellen. Die Geräte sind für den
indus triellen Einsatz konzipiert und durch ent-
sprechende Schutzmaßnahmen an die raue
Industrieumgebung angepasst. SAIs können
für unterschiedlichste Anwendungen in der
industriellen Automatisierung eingesetzt wer-
den und sind busseitig für alle gängigen Feld-
bus-Systeme ausgelegt.
Die verwendeten Bluetooth SAIs basie-
ren hardwaremäßig auf der Weidmüller-SAI-
Plattformfamilie. Dabei handelt es sich um
eine der Industrieumgebung speziell ange-
passte Gerätefamilie im IP67-Design. Ein
sehr stabiles, vergussfreies Gehäusekonzept,
gegenüber Umwelteinflüssen unempfindli-
che Kunststoffmaterialien und elektronisch
robuste Schaltungen bilden den Kern der
SAI-Module.
Für die Bluetooth-SAIs wurde das kon-
ventionelle, kabel gebundene Feldbus-Inter -
face der Standardbaugruppen durch ein
kommerziell verfügbares, vorqualifiziertes
Bluetooth-Modul in Verbindung mit einer
integrierten Antenne mit annähernd
isotroper Richtcharakte ristik ersetzt. Zur
Anwendung für die Datenübertragung
kommt das WIRELESSopen-Protokoll unter
Verwendung des Bluetooth-Profils SPP (Seri-
al Port Profile). Genutzt wurden dabei das
Bluetooth-SPP-Profil und das WIRELESS open-
Protokoll, das auf dem Standard CANopen
basiert.
Warum heißt Bluetooth Bluetooth?Der Wikingerkönig Harald Blauzahn (engl. Bluetooth) vereinte Nor-
wegen und Dänemark. Er war bekannt für seine Kommunikations -
fähigkeit und seine Begabung, Menschen miteinander in Kontakt zu
bringen – aber er hatte wohl nie geahnt, dass er tausend Jahre spä-
ter Namensgeber für eine leistungsstarke Technologie sein würde! SAI-BluetoothSlave 2
Weidmüller Bluetooth SAI überzeugt
Das wesentliche Ergebnis ist, dass die Blue-
tooth-SAIs von Weidmüller auch in rauer
Industrieumgebung eine sichere Datenüber tra-
gung gewährleisten. Die stärksten Be ein träch -
tigungen ergaben sich, wenn parallel zu den
Bluetooth-Komponenten mindestens zwei star-
ke WLAN-Störer aktiv waren. Das führte zwar
dazu, dass Bit fehler, Paketverluste und Tele-
grammwiederholungen zunahmen – die wich-
tigsten Parameter für die Übertragungs sicher-
heit, nämlich die Verzögerung (»Delay«) und die
Schwankungen der Übertragungszeit (»Jitter«),
blieben jedoch deutlich unterhalb der kriti-
schen Grenzen für industrielle Anforderungen.
Passive Umgebungseinflüsse aufgrund von
Reflexionen an Metallteilen, Mehrwegeausbrei-
tung oder Be wegung konnten die Weidmüller-
Bluetooth-SAIs ebenfalls nicht stören. Die inhä-
renten Korrekturmechanismen von Bluetooth
wie adaptives Frequenzhopping, FEC (Forward
Error Correction) und ARQ (Automatic Repeat
Request) zeigten hier ihre Stärken und verhin-
derten wirksam die Übermittlung falscher
Daten. Besonderes Augenmerk gilt der inte -
grierten Antenne mit ihrer isotropen Charakte-
ristik: Aufgrund ihrer Richtungsunabhängigkeit
sind die Bluetooth-SAIs nicht nur einfach zu
montieren, sondern lassen sich auch durch
Abschattungseffekte oder redundante Signale
nicht aus dem Tritt bringen.
Die Kombination aus einer integrierten
Antennenlösung und Bluetooth als Funktechno-
logie macht es möglich, dass die Weidmüller-
Bluetooth-SAIs selbst unter den schwierigen
Bedingungen in Industrieumgebungen eine
sichere und zuverlässige Datenübertragung
garantieren – eben Bluetooth ungestört.
Wenn Sie Interesse an dieser Studie haben,
dann wenden Sie sich bitte an:
dass wir uns zum Ziel gesetzt haben, diese
Strukturen aufzugreifen und unseren Kunden
in den kommenden Jahren ein darauf ausge-
richtetes – und damit zukunftssicheres – Pro-
duktportfolio zu bieten. Dies betrifft sowohl
die beiden Bereiche analoge und digitale Sig-
nalverarbeitung als auch Stromversorgungen
und Überspannungsschutz. Alle vier Produkt -
linien müssen in einem engen Kontext einer
zukünftigen Automatisierungsarchitektur ver-
standen werden.
WIN! Die Produkte aus der Funktionselek -
tronik, die eine dezentrale Automatisierung
unterstützen, werden also zur Zeit entwickelt?
Lorentz: Ja – wobei es schon erste neue Pro-
dukte gibt. Mit dem neuen universellen Sig-
nalwandler WAVE TTA nähern wir uns diesem
Trend und treiben ihn in die Schnittstellen-
ebene zwischen Steuerung und Sensor voran.
Der TTA ermöglicht durch seinen universellen
tisierungssysteme integrieren lassen. Hierzu
zählen vor allem die einfache Administration
der Komponenten im Netzwerk, aber auch die
Erweiterung der Funktionalität, um den Anfor-
derungen nach dezentraler Intelligenz gerecht
zu werden.
WIN! Wie werden Sie sich denn konkret auf
das Themenfeld »Dezentrale Automatisie-
rung« vorbereiten?
Höing: Eine dezentrale und offene Automati-
sierung ist ja als gemeinsamer Nenner von
aktuellen Entwicklungen in der Automatisie-
rungstechnik deutlich zu erkennen. Dabei las-
sen sich die Produkte der Funktionselektronik
mit ihrer Funktionalität ideal in die offenen
Automatisierungsstrukturen einpassen, so
[Interview] Automatisierung von morgen
Dezentrale Automatisierung von morgen
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Interview mit Michael Höing, Leiter Geschäftsfeld Funktionselektronik,
und Dr. Kai Lorentz, Leiter Portfolio Funktionselektronik
WIN! Den Begriff »Dezentrale Automatisie-
rung« hört und liest man neuerdings immer
häufiger. Was verstehen Sie genau darunter?
Höing: Wir fassen hier drei unterschiedliche
Trends zusammen: Zum einen öffnen sich durch
die zunehmende Migration zu Industrial Ether-
net bisher in sich geschlossene Bus systeme.
Gleichzeitig werden Automatisierungslösungen
durch immer mehr Intelligenz in den Feldgerä-
ten zunehmend dezentral. Und drittens konver-
gieren bisher proprietäre Administrationswerk-
zeuge zu allgemeinen Plattformen. Alle drei
Trends sind schon seit einigen Jahren verstärkt
am Markt zu beobachten.
Lorentz: Aus Sicht der Funktionselektronik
werden wir genau diese eben beschriebenen
Trends aufnehmen und in unseren Geräten
umsetzen. Dabei ist es uns wichtig, Geräte
anzubieten, die sich hinsichtlich ihrer Handha-
bung ideal in die am Markt gängigen Automa-
»Wir werden genau diese
Trends aufnehmen!«
[Interview] Automatisierung von morgen
Das Geschäftsfe ld Funkt ionselektronik
Das Geschäftsfeld Funktionselektronik umfasst Produkte aus den Bereichen Analoge Signalverarbeitung,
Relais und Optokoppler, Stromversorgungen, Überspannungsschutz, SPS Interfaces und Feldbus-Produkte.
Für diese Produktbereiche verfügt das Geschäftsfeld über eine eigene Vorentwicklung sowie spezialisierte
Entwicklungsabteilungen an den Unternehmensstandorten Detmold, Suzhou und Barcelona.
Die Produkte erfassen und konvertieren analoge und digitale Prozess-Signale. Außerdem normieren, über-
wachen, trennen, vervielfältigen und verstärken sie analoge und digitale Signale. Weitere Funktionen
sind die Steuerung, Schaltung und Überwachung von Aktoren sowie die Versorgung von Elektronikkompo-
nenten. Die Produkte schützen Versorgungsleitungen und Verbraucher – und das vom Schaltschrank bis
ins Feld.
Mit Funktions- und Querschnittsanpassungen von Signalleitungen zwischen Steuerung und Feldebene
sowie mit dem Ver teilen, Überwachen und Schützen von Feldbus-Linien decken Funktionselektronik-
Komponenten von Weidmüller damit das vollständige Applikationsspektrum für die industrielle Leistungs-,
Signal- und Datenaufbereitung ab – für die Industrieautomation, Prozessüberwachung und Energieerzeu-
gung in IP20- und IP67-Technologie.
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Eingang, seinen universellen Ausgang, seine
beiden Relais-Ausgänge und seine fast gren-
zenlose Konfigurationsmöglichkeit eine Verla-
gerung von Steuerungsaufgaben direkt an
den Prozess. Dadurch lassen sich einfache
Steuerungsaufgaben oder Überwachungs-
funktionen dezentral vor Ort erledigen, ohne
die übergeordnete SPS zu belasten.
WIN! »Universell« bedeutet:
für viele unterschiedliche
Einsatzmöglichkeiten nutzbar.
Wie wird der WAVE TTA
konfiguriert?
Lorentz: Der Anwender kann
mittels eines PC-basierten Tools
die Ein- und Ausgänge selber konfigurieren
und beispielsweise das Verhalten der Relais-
Ausgänge völlig frei einstellen. Er kann auch
frei wählen, ob das Relais bei einem Durch-
schreiten des Grenzwertes von oben oder von
unten schaltet und wie groß die Totzone zwi-
schen Ein- und Ausschalten ist. Darüber hin-
aus erlaubt der WAVE TTA eine individuelle
Linearisierung von Eingangssignalen mit bis
zu 101 Stützstellen.
Höing: Wir werden aber den TTA noch weiter
entwickeln. Im nächsten Schritt wird er um
eine Ethernet-basierte Kommunikations-
schnittstelle ergänzt, die dann zusätzlich die
Kommunikation mit überlagerten Steuerungs-
systemen ermöglicht. Unsere Kunden haben
dann die Möglichkeit, die Signale in Form von
Daten direkt in ein übergeordnetes Steue-
rungssystem oder in ein Condition Monitoring
System einzubinden. Die Ethernetschnittstelle
erlaubt zusätzlich auch die Administration
über das Netzwerk und die Vernetzung mit
anderen TTAs. Damit wird aus einem einfa-
chen Signalwandler ein intelligentes Feldge-
rät, das sich in die Administrationsumgebung
moderner Bussysteme einpassen lässt. Der
neue WAVE TTA wird noch wesentlich mehr
Funktionen übernehmen, um die SPS weiter
von einfachen Aufgaben zu entlasten. Mit
diesem Produkt ist der Trend zur
offenen und dezentralisierten Auto-
matisierung schon klar umgesetzt.
WIN! Wann und wo kann man
mehr zu Ihrer Vision erfahren?
Lorentz: Bereits auf der Hannover
Messe 2008 werden wir unsere
Vision einer dezentralen Automatisierung prä-
sentieren. In einem speziellen Konzeptbereich
auf dem Weidmüller Messestand können Mes-
sebesucher einen ersten Blick in die Automati-
sierungswelt von morgen werfen!
»In einem speziellen Konzeptbereich auf dem
Weidmüller Messestand können Messebesu-
cher einen ersten Blick in die Automatisie-
rungswelt von morgen werfen.«
Sub-Bus-System als Plug & Play LösungSAI-Aktiv Universal Pro ist ein robust ausgelegtes Sub-Bus-System in
Schutzart IP67. Sub-Bus-Systeme haben sich gegenüber Standard-Bus-
Systemen etabliert, weil sie I/O-Teilnehmern die Möglichkeit bieten,
weitere I/O-Teilnehmer über einen vom Hauptbus unabhängigen Strang
anzusprechen und zu versorgen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass
die Gateways als Slaves konzipiert sind, das heißt, sie können I/O-Infor-
mationen verarbeiten. Damit lassen sich Sensoren und
Aktoren direkt an die Gateways
anschließen. Als Verbin-
dung werden M8-
geschirmte Sensorleitun-
gen verwendet. Die
Übertragung des Bus-Systems
erfolgt mit CAN – eine
besonders kostengünstige, robuste
und störsichere Lösung.
WaveLine RouterDie WaveLine Familie wurde um vier verschiedene kompakte Routermodelle erweitert. Im nur 45 mm schma-
len Gehäuse bietet Weidmüller nun Lösungen für GSM-, Analog-, ISDN- oder DSL-Applikationen. Vier ver-
schiedene Modems für den jeweiligen Einsatzbereich sind im Router inte-
griert. Das DSL-Modem wird flexibel extern verbunden. Die Trennung von
Anlagen, Maschinen und Geräten sowie die Möglichkeit zur Fernwartung
sind in nur einem Gerät integriert. So können sich die WaveLine Router
schnell und flexibel in das Internet einwählen, um eine Meldung vom Mel-
deein- oder -ausgang abzusetzen, wie zum Beispiel das Öffnen der Schalt-
schranktür. Ausgestattet mit Wirespeed-Bandbreite sind diese kompakten
Router wie geschaffen für Ihre Fernwartungs- und Firewall-Applikationen.
ImpressumHerausgeber:Weidmüller Interface GmbH & Co. KGMarketing-KommunikationKlingenbergstraße 1632758 Detmold
Redaktion:Horst Kalla, Nina Kaschani
Fotos: Weidmüller Interface GmbH & Co. KGdpa
Weidmüller GmbH & Co. KGOhmstraße 932758 DetmoldTel. +49 5231 1428-0Fax +49 5231 [email protected]
Weidmüller Schweiz AGRundbuckstrasse 28212 Neuhausen am RheinfallTel. +41 52 6740707Fax +41 52 [email protected]
Weidmüller Ges.m.b.H.IZ-NöSüd, Str. 2, Objekt M22355 Wiener NeudorfTel. +43 2236 6708-0Fax +43 2236 [email protected]
[Neue Produkte]
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Kommunikationsselektronik
Kommunikationsselektronik
Power Solid-State Relais Die neuen Power Solid-State Relais (PSSR) von Weidmüller sind als ein- und dreiphasige
Versionen erhältlich. PSSRs schalten, im Vergleich zu Schützen und Relais, verschleißfrei
und voll kommen geräuschlos. Die Mo dule ver fügen über eine hohe Spitzenstrom belast-
barkeit und bieten somit ausrei chende Reserven zum Auslösen
von vorgeschalteten Sicherungen. Sie verkraften problem-
los auch kapazitive sowie induktive Stromspitzen.
Einphasige PSSRs eignen sich durch ihren Nullspan-
nungsschalter bes tens zum Schalten von ohmschen
Lasten bis 20 A bei 55°C. Beispielhafte Ap plikatio-
nen: das Takten von Heizpatronen in Kunststoffspritz-
maschi nen oder das Schalten von Infrarotstrahlern in
Härte- oder Kläranlagen.
Funktionselektronik
Funktionselektronik
Überspannungsschutz für schnelle DatensignaleDie neuen Überspannungsschutz-Klemmen »MCZovp HF« von Weidmüller sind zum
Schutz für industrielle Bussysteme, Daten schnitt stellen bzw. schnell arbeitende Analog-
systeme konzipiert. Das Modul »MCZovp HF« in 6 mm breiter Reihenklemmenbauform in
Zugfedertechnologie eignet sich durch
seine sehr gute Übertragungsrate mit
geringen Dämpfungseigenschaften für
schnelle Datenübertragungen zum Bei-
spiel im PROFIBUS, Interbus, CAN, LON
und DeviceNet. Im »MCZovp HF« kommt
eine zweistufige Schutz kom bina tion mit
einer Brückenschaltung aus Suppressor-
dioden zum Einsatz.