Verdrahtungstechnologie ASi-5 und ASi-3: Der beste Mix für die moderne Antriebstechnik

Von Thomas Rönitzsch*

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Große Strecken, viele Teilnehmer, Standard- und Safety-Signale sowie einfache und komplexe Aufgaben – und das am besten alles noch in einer einzigen Applikation. Ein Umfeld, für das die Verdrahtungstechnologie AS-Interface wie geschaffen ist.

Unterschiedliche Lösungen für unterschiedliche Anforderungen.
Unterschiedliche Lösungen für unterschiedliche Anforderungen.
(Bild: Bihl+Wiedemann)

Oftmals mehrere Kilometer lang sind sie – die automatisierten Materialflussstrecken moderner Fördertechnikanlagen in Logistikzentren oder in komplexen Produktionsumgebungen. Darin immer zu finden: jede Menge Sensoren, Schalter, Messgeräte, Scanner, Antriebe, Bedienpanels und Sicherheitssysteme.

Anschluss aller Netzwerkteilnehmer mit Spannungsversorgung und Kommunikation über ein einziges, gelbes Profilkabel, einfache und verpolungssichere Verdrahtung in Durchdringungstechnik, keine Stecker oder vorkonfektionierten Kabel, keine spezielle Verbindungstechnik, keine besonderen Switches und gleichzeitig auch noch Safety „on board“ – das kann die Verdrahtungstechnologie AS-Interface. Sie ermöglicht es, sowohl einzelne Komponenten als auch Devices in großen Stückzahlen so kostengünstig und effizient in Förderanlagen zu integrieren.

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Lager- und Materialflusstechnik, Förder- und Sortieranlagen, Shuttle-Palettenlager, Kommissioniersysteme, Regalbediengeräte, Krantechnik – fördertechnische Maschinen, Systeme und Anlagen lassen sich so einfach mit AS-Interface verdrahten.

Während der etablierte und weit verbreitete Standard ASi-3 insbesondere beim Einsammeln von digitalen I/O-Signalen und der Umsetzung funktionaler und passiver Sicherheitstechnik punktet, erfüllt ASi-5 mit seiner hohen Übertragungsgeschwindigkeit und der großen Datenbreite alle Voraussetzungen zur Lösung komplexerer Applikationen in Materialflusssystemen. Optionen zur Integration intelligenter Sensoren mit IO-Link und zur Industrie-4.0-Kommunikation per OPC UA bieten Zukunftssicherheit.

Und schließlich kann mit Hilfe von ASi Safety at Work auch die Sicherheitstechnik fördertechnischer Anlagen zum Schutz von Personen in vollem Umfang integriert werden – bis SIL3 und PLe.

Offen für alle Ansteuerungskonzepte und Kommunikationsanforderungen

Als ASi Komplettanbieter verfügt Bihl+Wiedemann über ein Portfolio, das gerade für die Fördertechnik viele Freiheitsgrade eröffnet. Zum einen berücksichtigt es die Anforderungen unterschiedlicher Antriebskonzepte und Hersteller, zum anderen ermöglicht es durch die Feingranularität der Module sowie die Kompatibilität von ASi-3 und ASi-5 Komponenten maßgeschneiderte Lösungen vom einzelnen Binärsignal einer Lichtschranke bis zu großen und schnell zu übertragenden Datenmengen, wie sie beispielsweise von Scannern, RFID-Readern oder Drehgebern erzeugt werden.

Die kombinierbaren ASi-5 und ASi-3 Lösungen bieten den perfekten Mix für jede Anforderung.

Welch vielseitige Möglichkeiten das bietet, zeigt sich beispielsweise in der elektrischen Antriebstechnik, wie sie in automatisierten Materialflusssystemen zum Einsatz kommt. Drehstrommotoren mit Frequenzumrichter, etwa von Lenze, SEW-Eurodrive oder Nord Drivesystems, sind als Antriebe fördertechnischer Anlagen vielerorts der Standard.

Im einfachsten Fall lassen sie sich mit Hilfe von ASi-3 Komponenten binär ansteuern. Wenig komplexe Funktionen wie Start/Stopp, Links-Rechts-Lauf oder Öffnen/Schließen können so mit Hilfe kostengünstiger Module wirtschaftlich umgesetzt werden – zumal die Pin-Belegung an die jeweiligen Antriebe angepasst wurde und damit Plug-and-Play-Lösungen zur Verfügung stehen.

Drehstrommotoren mit Frequenzumrichter, bei denen die Steuerung im Betrieb auf Performance-Parameter – beispielsweise die Geschwindigkeit oder das Beschleunigungs- und Bremsverhalten – zugreift, können heute über ASi-5 effizient angesteuert werden.

Die ASi-5 Motormodule von Bihl+Wiedemann stellen mit CANopen, RS485, Modbus TCP und IO-Link nicht nur geeignete Schnittstellen zur Verfügung, sondern bieten auch Kompatibilität zu unterschiedlichen Feldbusanbindungen.

Geschwindigkeiten oder definierte Beschleunigungs- und Verzögerungsprofile, sogenannte Rampen, lassen sich zyklisch und stufenlos aktivieren und ändern. So ist es beispielsweise möglich, die Transportgeschwindigkeit sowohl an die des Objektes selbst als auch an die Förderstrecke anzupassen, um vorsichtig zu bremsen und zu beschleunigen – etwa bei kippgefährdeten Objekten mit hohem Schwerpunkt oder bei der Einfahrt eines Förderguts in und der Ausfahrt aus einem Kurvensegment, einer Maschine oder einem Hubwerk.

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Option: Predictive Maintenance

Weiterhin bietet diese Form der seriellen Ansteuerung die Option einer erweiterten Diagnose: über das gelbe ASi Kabel können Informationen wie aktuelle Stromaufnahme und Temperatur sowie detaillierte Statusmeldungen vom Frequenzumrichter zum ASi-5/ASi-3 Feldbus Gateway übertragen und die Diagnosedaten per OPC UA direkt in Industrie-4.0-Applikationen, beispielsweise der Predictive Maintenance, genutzt werden.

Spezielle ASi-5 Motormodule für Rollenantriebe

Ebenfalls eine Standard-Antriebslösung in der Fördertechnik sind Rollenantriebe mit 24 VDC- oder 48 VDC-Spannungsversorgung. Auch hier gilt: einfache Applikationen mit Start/Stopp, Links-Rechts-Lauf oder Öffnen/Schließen lassen sich nach wie vor effizient und kostengünstig mit den etablierten ASi-3 Lösungen realisieren.

Für komplexere Applikationen umfasst das Portfolio von Bihl+Wiedemann spezielle ASi-5 Motormodule für Motorrollen von Herstellern wie Interroll, Itoh Denki und Rulmeca. Auf Anfrage können aber auch weitere Hersteller und Antriebe ebenfalls mit entsprechenden ASi-5 Lösungen des Unternehmens bedient werden.

Allen gemeinsam ist, dass die Module die Motorrollen direkt – ohne zusätzliches Steuergerät – über ASi ansteuern. Dabei kann jedes ASi Modul gleichzeitig zwei Rollenantriebe komplett mit Energie versorgen und an die Datenkommunikation anbinden. Auch bei dieser Ansteuerung ist es möglich, Geschwindigkeiten und Rampen zyklisch und stufenlos zu verändern. Die Rampen für das Bremsen und Beschleunigen der Förderstrecke können aber auch für jeden Antrieb einzeln als Parameter hinterlegt werden.

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ASi-5 Module mit IO-Link sparen Kosten

Die ASi-5 Module mit integriertem IO-Link Master von Bihl+Wiedemann schließlich bieten die Möglichkeit, unter anderem intelligente Aktuatoren – also auch smarte Antriebe mit IO-Link – einfach über ASi-5 in die Anlagensteuerung einzubinden. Die feingranulare Skalierbarkeit der Anschlussmodule, die es mit ein, zwei, vier und acht IO-Link Master Ports gibt, hilft dabei, Kosten zu sparen. Der Anwender investiert nur in die IO-Link Ports, die er auch wirklich benötigt. Diese technische und wirtschaftliche Effizienz kann derzeit von IO-Link Feldbusmodulen, die üblicherweise mit acht IO-Link Master Ports und individueller Ethernet-Schnittstelle ausgerüstet sind, in dieser Form nicht erreicht werden.

Der Mix aus ASi-3 und ASi-5 vereint die Leistungsfähigkeit von Feldbustechnologien mit den Vorteilen einer unkomplizierten Verdrahtung von Feldgeräten.

AS-Interface mit Unterstützung umsetzen

AS-Interface kann als Verdrahtungstechnologie in der Antriebstechnik all seine Stärken voll ausspielen. Das ASi-3 und ASi-5 Portfolio von Bihl+Wiedemann vereint die Leistungsfähigkeit von Feldbustechnologien mit den Vorteilen einer unkomplizierten Verdrahtung von Feldgeräten.

Hinzu kommt, dass das Mannheimer Unternehmen die Planung und Inbetriebnahme von ASi Installationen auf vielfältige Weise unterstützt und so auch ASi Neulingen schnelle Erfolgserlebnisse ermöglicht. So sorgen die Software-Suites mit integriertem Hardware-Katalog nicht nur für eine einfache und fehlerfreie Projektierung und Inbetriebnahme von ASi Netzwerken, sondern auch für eine effiziente Adressierung und Parametrierung der ASi Module im Feld – unter anderem durch die Möglichkeit, Einstellungen eines Moduls beliebig oft kopieren zu können.

Kommen also in einer Anlage mehrere Frequenzumrichter mit identischer Parametrierung zum Einsatz, müssen die Werte nur einmal gespeichert werden und sind danach auch auf alle anderen übertragbar.

Außerdem werden – im Gegensatz zu Profinet – für die Ansteuerung von beispielsweise bis zu 124 Umrichtern oder bis zu 248 Rollenantrieben nur eine IP-Adresse und nur ein Webserver für alle Teilnehmer benötigt.

Bei der Adressierung der Teilnehmer vor Ort in der Fördertechnik-Applikation leistet das neue ASi-5/ASi-3 Adressiergerät wertvolle Dienste: Es ermöglicht, Busteilnehmer schnell und einfach mit einer Adresse zu versehen, ohne dass bereits ein realer Busaufbau vorhanden sein muss.

Online Businformation macht das Adressieren einfach

Eine weitere Funktion innerhalb der Software-Suites ist die Online Businformation. Damit lassen sich Teilnehmer jetzt ganz einfach vom PC aus adressieren, live parametrieren sowie Ein- und Ausgänge überwachen. Der Anwender erkennt unmittelbar, welche konkreten Auswirkungen die aktualisierten Einstellungen für das reibungslose Funktionieren der Fördertechnik haben und kann die Konfiguration gegebenenfalls sofort optimieren.

Sicher und schnell planen, konfigurieren und parametrieren

Ebenfalls geschickt: Die beiden Softwarelösungen Asimon360 und ASi Control Tools360 – letztere ohne Safety-Funktion – machen das Planen, Konfigurieren und Parametrieren von ASi Netzwerken besonders komfortabel, sicher und schnell.

Auch für die laufende Überwachung, die Wartung und die Fehlerbehebung von Applikationen stellen sie zahlreiche Diagnose-Tools mit einer breiten Auswahl an Darstellungsmöglichkeiten zur Verfügung. Neben genauen Fehlerbeschreibungen liefern diese vor allem konkrete Lösungsvorschläge, die Zeit sparen und eine effiziente Fehlerbehebung gewährleisten. Und bei der Abnahme von Anlagen lassen sich sogar detaillierte Prüfberichte als PDF erstellen und mit der Maschinendokumentation speichern.

Interessant für die Förder- und Materialflusstechnik – der Mix aus Antriebslösungen mit ASi-5 und ASi-3.

Fazit: Einfache Installation, hohe Funktionalität und Flexibilität, geringe Kosten – und das alles bei hohem Anwenderkomfort: AS-Interface hat sich als international standardisiertes Verdrahtungssystem auch in der modernen Förder- und Materialflusstechnik durchgesetzt. Der Mix aus Antriebslösungen mit ASi-5 und ASi-3, den Bihl+Wiedemann für die Integration von Rollenantrieben, Drehstrommotoren und Frequenzumrichtern bietet, sowie die verschiedenen Hard- und Software-Tools zur Einrichtung von ASi Netzwerken haben hierzu wesentlich beigetragen. (in)

* Thomas Rönitzsch, Bihl+Wiedemann

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