Feindliche Übernahme

28.09.2006 | Redakteur: MM

Prozessanzeige übernimmt Steuer- und Regelfunktionen. Analoge Standardsensoren eignen sich für zahlreiche Aufgaben in der Steuer- und Regeltechnik. Typische Beispiele liefern Distanz-, Durchhangs-,...

Prozessanzeige übernimmt Steuer- und RegelfunktionenAnaloge Standardsensoren eignen sich für zahlreiche Aufgaben in der Steuer- und Regeltechnik. Typische Beispiele liefern Distanz-, Durchhangs-, Abstands-, Füllstands- oder Druckmessungen in den unterschiedlichsten Varianten. Moderne, dezentrale Anlagenstrukturen verlangen dabei immer häufiger eine Messwertverarbeitung direkt vor Ort. Dadurch wird die Steuerung entlastet, man spart teuere Analog-Karten in den Steuerungen und störanfällige Messsignale müssen nicht über weite Distanzen übertragen werden. Intelligente Controller, die analoge Messsignale nicht nur anzeigen, sondern gleichzeitig auch noch weiterverarbeiten, bieten sich für solche Applikationen geradezu an.Mit der neuen Prozessanzeige PCD45 hat IVO ein vielseitiges Automatisierungsgerät entwickelt, das für den Einsatz als kleine Vor-Ort-Steuerung und Regelung geradezu prädestiniert ist. Das intelligente Gerät arbeitet mit analogen Sensoren für alle physikalischen Größen zusammen. Einzige Voraussetzung ist, dass die Sensoren standardisierte lineare Ausgangssignale liefern. Die Messsignale zweier solcher Sensoren können jedoch nicht nur skaliert und angezeigt, sondern in der integrierten Recheneinheit gleich weiterverarbeitet werden. Die Messwerte der Sensoren und das Ergebnis der Berechnung stehen an drei analogen Ausgängen als separate -10 bis +10-V- oder 0 bis10-V-Signale zur Verfügung. Damit lassen sich die unterschiedlichsten Prozesse direkt steuern beziehungsweise regeln. Die Strom- oder Spannungssignale der zwei angeschlossenen Analogsensoren werden zunächst in der Messsignalverarbeitung (F1 und F2) für die Anzeige aufbereitet. Dazu braucht der Anwender jeweils nur für den unteren und den oberen Signalwert die zugehörigen Anzeigewerte eingeben. Auch bei fallenden Kennlinien, also wenn großen Sensorsignalen kleine Anzeigewerte zugeordnet werden sollen und umgekehrt, genügt es, die entsprechenden Abgleichpunkte zu definieren. Die Prozessanzeige interpoliert automatisch und zeigt den jeweils aktuellen Messwert an, ohne dass Programmieraufwand erforderlich wäre. Die Werte stehen aber auch an den Ausgängen (A1 und A2) als -10 bis +10-V- oder 0 bis 10-V-Spannungssignale zur Verfügung, das heißt, das Gerät arbeitet gleichzeitig auch noch als Signalwandler.Berechnungsfunktionen sind bereits integriert Im Block F3 werden die bewerteten Messgrößen weiterverarbeitet. Die integrierten Berechnungsfunktionen bilden daraus wahlweise Verhältnisse, Differenzen, Summen oder Streckungen bzw. Stauchungen. Das Ergebnis liegt am Ausgang A3 als -10 bis+10-V- oder 0 bis 10-V-Spannungssignale an und lässt sich wie die Eingangssignale skalieren. Liefern die Sensoren an den Eingängen F1 und F2 beispielsweise die Drehzahl-Istwerte zweier Antriebe, kann die Prozessanzeige als elektronisches Getriebe arbeiten: Bei Auswahl der Gerätefunktion F3 = (F2 - F1) : F1 wird das Signal am Ausgang A3 zu einem Maß für die relative Abweichung der beiden Drehzahlen und braucht nur auf einen konstanten Wert ausgeregelt zu werden.Für viele Applikationen interessant sind auch die beiden Grenzwerte, die der Anwender als P1 und P2 über die frontseitige Tastatur vorgeben und beliebig den Messwerten der Sensoren oder dem Berechnungsergebnis zuordnen kann. Sobald einer der beiden Grenzwerte erreicht ist, gibt die Prozessanzeige ein entsprechendes Signal aus, beispielsweise für eine Zweipunktregelung. Die beiden potentialfreien Ausgangsrelais sind als Öffner oder Schließer programmierbar. Das kompakte Gerät kann aber noch mehr: Drei Steuerleitungen lassen sich je nach Anwendung beliebig programmieren, beispielsweise um den Maximalwertspeicher zurückzusetzen, um Anzeigenwerte einzufrieren oder die Anlaufsperre löschen. Außerdem lässt sich über die Steuerleitungen eine Programmier- oder Tastatursperre setzen sowie die Printfunktion aktivieren, beispielsweise für ein Messwert-Protokoll.Praxisgerechte Montage und Bedienung Das neue Automatisierungsgerät ist für den industriellen Einsatz ausgelegt und arbeitet in zwei Versionen an Versorgungsspannungen von 85 bis 265 VAC oder 18 bis 30 VDC. Es ist 96 mm breit, 48 mm hoch und lässt sich mit einem Spannrahmen einfach in Frontplatten befestigen. Steckbare Schraubklemmen vereinfachen den elektrischen Anschluss. Die zulässigen Umgebungstemperaturen dürfen zwischen 0 und 60 °C liegen. Frontseitig sind die Anforderungen der Schutzart IP65 erfüllt, das heißt, Staub und Strahlwasser beeinträchtigen die Funktion nicht. Eine Frontfolie mit Kurzhubtasten sorgt für eine komfortable Bedienung. Die 14 mm hohe, helle 7-Segment-Anzeige lässt sich auch aus einiger Entfernung gut ablesen. Über ihre RS232-, RS422- und RS485-Schnittstelle ist die Prozesssteuerung gut in übergeordnete Automatisierungskonzepte einzubinden. Man kann dann beispielsweise über ein PC-Programm zwischen verschiedenen produktspezifischen Parametersätzen umschalten. Die Anwendungsmöglichkeiten des vielseitigen Automatisierungsgeräts sind breit gefächert. Sie reichen von der Dickenmessung in der Holzverarbeitung über die Doppelbogenkontrolle in der Papier- und Druckindustrie bis hin zu Kantenüberwachungen, Füllstandskontrollen oder Mittigkeitskontrollen bei der Folien- oder Blechfertigung. Bis zu 50 Messungen pro Sekunde sind dabei realisierbar, was einer Abtastrate von 20 ms entspricht.Will man mit der PCD45 die Dicke eines Messgutes überwachen, hat man prinzipiell mehrere Möglichkeiten: Bild 1 zeigt eine typische Anordnung. Die Messwerte der beiden über und unter der Platte positionierten Laserdistanzsensoren werden addiert, um die tatsächliche Stärke zu ermitteln. Mit dem Ergebnis lässt sich die Walzenstellung entsprechend nachregeln. Zusätzlich lässt sich die Grenzwertfunktion nutzen, beispielsweise um bei zu großen Abweichungen vom Sollwert die Maschine stillzusetzen. Bei der Messung der Foliendicke (Bild 2) detektieren die Laser-Sensoren einmal gegen die Folie und einmal gegen die Walze. Die Differenz beider Werte ergibt die Foliendicke.Doppelbogenkontrolle bei Papier sowie Folien oder Platten Ein weiteres typisches Beispiel ist die Doppelbogenkontrolle in der Papier- oder Druckindustrie (Bild 3). Wieder werden die Messwerte zweier Sensoren addiert, um die tatsächliche Stärke zu ermitteln. Übersteigt das Ergebnis den eingestellten Grenzwert, wird ein Doppelbogen erkannt. Sinngemäß lässt sich eine solche Anordnung nutzen, wenn bei Schneid- oder Schleifmaschinen Bleche oder Platten nur einzeln eingezogen werden dürfen. Mit zwei Zeilen-Sensoren, die an die Prozessanzeige angeschlossen werden, lässt sich sehr einfach eine Kantenüberwachung oder Lagekontrolle realisieren. Läuft die Folie korrekt in der Mitte, ergibt die Differenz der beiden Sensor-Signale einen bestimmten Wert. Wird dieser über- oder unterschritten, kann man über die Analogausgänge die entsprechende Walze nachregeln. Auch dabei lässt sich zusätzlich die Grenzwertfunktion nutzen, beispielsweise um eine Alarmmeldung bei einer nicht mehr korrigierbaren Folienlage auszugeben.