Das Steuerungssortiment von Phoenix Contact im Überblick

Phoenix Contact ist als Spezialist für Reihenklemmen groß geworden. Seit den achtziger Jahren hat sich das Unternehmen einen Namen als Pionier in der Feldbuskommunikation gemacht und war spätestens seit der Entwicklung von Interbus im Zentrum der Automatisierung angekommen. Das Unternehmen baut sein Automatisierungs-Portfolio seitdem immer weiter aus und präsentierte Ende der neunziger Jahre seine erste eigene SPS (RFC486) und die ersten Kleinsteuerungen der ILC-Reihe (ILC200). Heute verfügt das Unternehmen – auch durch die Akquisition von Entivity mit den Marken Steeplechase VLC und Think& Do – sowie die Übernahme von KW Software im Jahre 2001 nicht nur über ein umfangreiches Produktsortiment sondern auch über langjähriges Entwickler-Know-how im gesamten Bereich der industriellen Steuerungs- und Kommunikationstechnik. Das Entwickler-Team für die Steuerungstechnik ist international aufgestellt mit Standorten in Ann Arbor, Lemgo und Bad Pyrmont. Das daraus entwickelte Steuerungs-Portfolio bietet eine hohe Diversität an Ausstattung und Leistung, wie die folgende Aufstellung zeigt. Nanoline Die Nanoline (Bild 2) ist eine kostengünstige Steuerungslösung für kleinere Anwendungen. Besonderes Kennzeichen ist ihre Programmierung mittels FlowChart-Diagramm. Für Anwender, die es lieber konventioneller mögen, bietet Phoenix Contact auch eine Variante der Programmierumgebung NanoNavigator für Kontaktplan-Logik an. Nanoline ist ein kompakt-modulares System mit Baugruppen für die E/A-Erweiterung, GSM- und Ethernet-Kommunikation sowie einem Display- und einem Speichermodul. Einen ausführlichen Bericht über die Nanoline haben wir im SPS-MAGAZIN Ausgabe 5/2008 sowie in Ausgabe 8/2008 veröffentlicht. ILC 1XX Die Steuerungen der 100er Reihe bestehen aus einem Kopfmodul für Steuerung und Kommunikation sowie anreihbaren E/A- und Funktionsmodulen. Dadurch ist ein hochgranulares, scheibenbasiertes Steuerungssystem entstanden, das mit den Aufgaben wachsen kann. Die Programmierung erfolgt mit dem Engineeringtool PC Worx. Durch die unterschiedliche Ausprägung des Steuerungskopfes hinsichtlich Kommunikation sowie Speicher und Ausstattung (z.B. FPU) erhält der Anwender ein skalierbares Steuerungssystem, das immer genau soviel Funktionen bietet, wie die Anwendung benötigt. Einen ausführlichen Bericht über die ILC1XX haben wir in der Ausgabe SPS-Special 2006 des SPS-MAGAZINs veröffentlicht. ILC 3XX Die Kompaktsteuerungen der 300er Leistungsklasse sind für mittlere bis anspruchsvolle Automatisierungsaufgaben ausgelegt. Zwei Ethernet-Ports mit einem integrierten Switch ermöglichen die Anbindung an eine überlagerte Leitwarte, eine lokale Bedien- station oder an E/A-Module. Alle Informationen, die beispielsweise beim Anlauf der Steuerung nach einem Gerätetausch benötigt werden, sind auf einer Speicherkarte abgelegt. Das System-Engineering erfolgt ebenfalls mit Hilfe von PC Worx. Mit den Bearbeitungsgeschwindigkeiten der schnellsten Variante ILC 390 von typisch 6µs für 1kBit-Anweisungen ist das System sehr leistungsfähig. Jedes System verfügt im Grundausbau über 12 Eingänge und 4 Ausgänge. Die ILC3XX ist mit Hilfe von scheibenbasierten E/A- und Funktionsmodulen ebenfalls hochgranular erweiterbar. Dabei kommt das gleiche scheibenbasierte E/A-System zum Einsatz wie bei der 100er Reihe. Die Baugruppen sind also auch zwischen den Steuerungen unterschiedlicher Geräteklassen austauschbar. RFC 4XX Schon rein äußerlich heben sich die Phoenix Contact-Steuerungen der RFC-Serie vom Wettbewerb ab. Die ungewöhnliche Gehäuseform erinnert eher an einen Box-PC als an eine SPS. Die Steuerungen sind auf höchste Leistungsfähigkeit ausgelegt. Ein integriertes Display zeigt prozessrelevante Informationen oder Fehler- und Diagnosedaten der Anwendung vor Ort an. Ein codierter Schlüsselschalter schützt vor unbefugtem Zugriff. Auch bei der 400er Serie muss im Fall eines Gerätetausches zum Wiederanlauf der Anwendung lediglich der Flash-Speicher der defekten Steuerung in das neuen Gerät gesteckt werden. Die Bearbeitungsgeschwindigkeit wird mit typ. 1µs für 1kBit-Anweisungen angegeben, also ca. fünf bis zehn Mal schneller als eine ILC 3XX. Wird von einer Anlage oder Anwendung Fehlersicherheit oder Hochverfügbarkeit erwartet, so bietet Phoenix Contact gleich zwei Varianten für solche Fälle. Beide Steuerungen setzen auf dem Standardprotokoll Profinet auf. Software-SPS PC Worx RT Basic Jüngster Spross in der Steuerungsfamilie von Phoenix Contact ist eine reine Software-SPS namens PC Worx RT Basic, die sich mit der bekannten PC-Worx-Software programmieren und konfigurieren lässt. Mit der Software wird jeder PC mit Hilfe einer Echtzeiterweiterung (Intime) zu einer hochkarätigen Steuerung. Auf einem Core2Duo lassen sich typischerweise Zykluszeiten von 0,7µs für 1.000 Bit-Anweisungen erreichen. Im Phoenix Contact-System sind die Industrie-PCs der Valueline-Familie die Hardware-Partner der Soft-SPS. Sie lassen sich als Box-PC oder als Panel-PC mit Touch-Display für zusätzliche Visualisierung konfigurieren. Architektur und Programmaustausch Jede Steuerungslinie hat ihre Besonderheiten, und für alle Leistungsanforderungen finden Anwender im Phoenix Contact-Portfolio eine passende Steuerung. Aus Sicht der Hardware sind die Systeme untereinander (immer mit Ausnahme der Nanoline) vollständig kompatibel: E/As und Funktionsmodule der 100er-Reihe sind ohne Einschränkung auch an der 300er- oder 400er-Reihe einsetzbar. Alle drei Steuerungsklassen werden durch das Software-Werkzeug PC Worx programmiert. In der Software wählt der Anwender zunächst den Steuerungstyp aus, bevor er mit der Projektierung des E/A-Systems und der Erstellung des Steuerungsprogramms beginnt. Dabei ist es zu jedem Zeitpunkt möglich, über einen Assistenten die Zielplattform – also den Steuerungstyp – zu wechseln. Der Programmcode bleibt unverändert. Da die verschiedenen Steuerungsklassen unterschiedliche Prozessoren etc. verwenden, werden im Hintergrund die entsprechenden Compiler umgeschaltet. Das System überprüft weiterhin, ob die Ressourcen der gewählten Steuerung für das SPS-Programm ausreichend sind. In den Steuerungen kommen heute sowohl Proconos als auch die neuste Generation des SPS-Laufzeitsystems eCLR von KW Software zum Einsatz. Welches System genutzt wird, ist für den Anwender völlig transparent. Alle notwendigen Einstellungen werden durch PC Worx automatisch vorgenommen. Langfristig werden sämtliche Steuerungen von Phoenix Contact eCLR als Laufzeitsystem einsetzen. Sie eröffnen dem Anwender dann weitere Vorteile wie die Verwendung von C#-Funktionsbausteinen. Kompatibel trotz neuer Architektur Im Jahre 2003 wurde ein Team aufgesetzt, das eine vollständig neue Steuerungs-Architektur entwickelt hat und seither stetig weiterentwickelt. Dabei war eines der wichtigsten Ziele stets die Kompatibilität zu bestehenden Produkten beizubehalten. Heraus gekommen ist dabei ein komponentenbasiertes System, das man am besten als ein kleines Framework auf Runtimeebene beschreiben kann: \“Wir haben alle Betriebssystemfunktionen über eine Schicht gekapselt, die wir \’Virtual Environment\‘ nennen. Alle unsere Module laufen also auf einer virtualisierten Schicht. Die Module haben wir noch einmal in verschiedene Klassen eingeteilt. Da gibt es so genannte Basismodule, die in jeder Steuerung enthalten sind und es gibt abhängige Module, die – je nachdem, welche Funktion die Steuerung erbringen soll – integriert werden\“, erläutert Dipl.-Ing. Jörg Jeschin, Head of Software Platform, bei der Phoenix Contact Electronics GmbH verantwortlich für die Entwicklung der Steuerungssoftware. Im Beispiel: So etwas wie einen Interbus-Master, einen Interbus-Slave, Profinet-Controller, Modbus-Server, SNMP, SNTP, LLDP, also die ganzen Protokolle kann man beispielsweise bei Bedarf dazupacken oder auch nicht. Die Applikation läuft im Kern des SPS-Laufzeitsystems. Der SPS-Kern, also die Runtime-Umgebung ist dabei entweder das Proconos von KW Software oder die eCLR (siehe Kasten) von KW Software. Damit ist die Architektur aller Steuerungsplattformen – von kleinen Steuerungen bis hin zum Highend-System – unabhängig vom Betriebssystem und der Prozessorarchitektur. \“Sie ist so aufgebaut, dass ich Funktionen hinzufügen kann, dass Komponenten wieder verwendet werden können und sich somit die Kosten reduzieren lassen. Auf diese Weise wird es einfacher, Produktvarianten zu generieren\“, erläutert Jeschin. Soft-SPS auf Basis von PC Worx Als Basis für die oben bereits erwähnte Soft-SPS PC Worx RT verwendet Phoenix Contact die eCLR von KW Software als Laufzeitsystem. Hierbei handelt es sich um eine flexible Plattform, auf deren Basis verschiedene Anwenderprogramme aus unterschiedlichen Sprachen abgearbeitet werden können. Heute stehen hier schon die IEC61131-Sprachen sowie C# zur Verfügung. In einem weiteren Schritt wird auch die Sprache Flowchart unterstützt, wie sie heute in Steeplechase VLC und Think & Do verwendet wird. \“Damit schaffen wir zunächst eine einheitliche Runtime Plattform für alle Phoenix Contact-Steuerungen. Dies ist die Grundlage, um zukünftig auch alle Sprachen und E/A-Systeme über eine einheitliche Engineering-Software zu integrieren und damit dem Kunden eine Durchgängigkeit über alle Steuerungsklassen (Skalierung in Leistung und Funktion) und Programmiersprachen zu ermöglichen\“, führt Jeschin aus. Fazit Das umfangreiche Steuerungs-Portfolio von Phoenix Contact reicht von der Mikrosteuerung Nanoline bis zum Highend-Controller bzw. der Software-SPS. Dies macht es Anwendern einfach, eine passende Steuerung für ihre Anwendung zu finden. Innerhalb der Familien ist die Wiederverwendung von entwickelten Anwendungen stets ohne weiteres möglich. Ganz nebenbei erhalten Anwender darüber hinaus noch eine ganze Reihe anderer Vorteile, so z.B. die Programmierbarkeit einer SPS in C# und in Zukunft auch in Flowchart.