Nr. 10. Hannover Messe Ô97. Multi-Vendor-Anlage Fšrdertechnik. Industrieautomation. Fernwirken und FernŸberwachen. Gastronomietechnik.

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1 Nr. 10 April 1997 Hannover Messe Ô97 Multi-Vendor-Anlage Fšrdertechnik Industrieautomation Fernwirken und FernŸberwachen Gastronomietechnik Verkehrstechnik

2 Editorial Editorial Offene Steuerung mit LonWorks Automatisierungstechnik wo liegen die Trends? Zweifellos stehen die Dezentralisierung von Steuerungsfunktionen und die Konzepte ãopen ControlÒ und ãinternet-technologienò im Mittelpunkt des Interesses. Der WINDOWS- NT-basierte PC erweist sich als offene und allgemeine Systemplattform. Er wird mit Echtzeitbetriebssystemen ergšnzt und hšlt Einzug in die Steuerungstechnik, in Client- Server-Architekturen, fÿr Supervisorfunktionen, als Zentrale zum Bedienen und Beobachten. Intelligente Sensoren, Aktoren und Ministeuerungen kommunizieren Ÿber Bussysteme untereinander und mit dem PC. Dazu - grenzenloser Service Ÿber Internet. Zunehmend geben die Hersteller von WINDOWS-Software den Ton an. PHOENIX CONTACT erkannte vor genau zwei Jahren die Perspektive offener PC basierter Steuerungen und initiierte die Arbeitsgruppe ãopen ControlÒ. In grÿnen Flyern liest man Ÿber ãopc - OLE for Process ControlÒ, Ÿber ãoffene SystemschnittstellenÒ und ãplug and PlayÒ. - Von SIEMENS kommt WIN-CC - ein offenes Visualisierungssystem mit Schnittstellen aus der 32-Bit- WINDOWS-Welt und UnabhŠngigkeit zu beliebiger (!!) Steuerungshardware. AusdrŸcklich verweist SIEMENS darauf, da verschiedene Systeme integrierbar sind. Ein Umdenken weg von proprietšren hin zu offenen Systemen!? ECHELON hat bereits Mitte der 80er Jahre den Grundstein fÿr die LonWorks-Steuerungstechnologie gelegt und das LonTalk-Kommunikationsprotokoll in Silizium gegossen. Die LonMark Interoperability Association definiert Profile und Objekte auch fÿr die Industrietechnik, die nahezu die HŠlfte aller LON-Applikationen ausmacht. Seit 1995 wurde mit LNS / LCA die objektorientierte und durchgšngige Softwareplattform fÿr 32-Bit-WIN- DOWS-Client-Server-Applikationen entwickelt. Offene Steuerung mit LonWorks - der Anwender fordert einfache, skalierbare, interoperable, modulare und vor allem durchgšngige Systemlšsungen. Was Sie in Hannover von LON sehen werden? Auf dem LNO-Gemeinschaftsstand werden in Form einer Multi-Vendor-Anlage an einem kleinen Fšrdersystem interoperable LonWorks-Steuerungen demonstriert. 20 Aussteller stellen Produkte und Leistungen vor. Zum Beispiel die neuen installationsfreundlichen WINbloc-Systeme mit LonWorks Controllern von WeidmŸller: im wahrsten Sinne des Wortes intelligent gemachte Klemmentechnik. Den LON-Power- Node der GESYTEC fÿr anspruchsvolle Steuerungsaufgaben, z.b. in der Fšrdertechnik, ergšnzt um eine Bedienstation mit Grafikdisplay. Die gesicherten Stromversorgungen der AEG SVS, eingesetzt z.b. in der Energietechnik oder bei der Telekom. Die Stšrmelde- und Steuersysteme von Unitro Fleischmann. Das MCM-Modul und die Dienstleistungsangebote des speziell dem Maschinenbau verpflichteten neuen Unternehmens TLON. Transpondersysteme fÿr die Fšrdertechnik, z.b. im Reinstraumbereich, von HER- MOS. Frequenzumrichter mit LON- Interface von KEB. Intelligente Ventile von GEM. Die praxiserprobten Entwurfswerkzeuge ALTO von Sys- Mik und RESPONSE von Regulex, inzwischen auch ergšnzt um Visualisierungs- und Bediensoftware. Dar- Ÿber hinaus finden Sie LON buchstšblich auf der Messe verteilt, so bei JUMO das Regelsystem mtron und bei etg UNITRO ein Stšrmeldesystem fÿr die Energietechnik. Was heute schon mit LonWorks gemacht wird? Industriešfen regeln, Fšrdersysteme dezentral automatisieren, Proze grš en und Daten in Industrieanlagen messen, erfassen, austauschen und visualisieren. Weitere Anwendungen gibt es in Energieerzeugung und -verteilung, in der Verfahrenstechnik, in der Kommunikationstechnik, in der Halbleiterindustrie, in der Me technik oder in der Verkehrstechnik. Auskunft erteilen wir gerne - kommen Sie auf die Hannovermesse in die Halle 015, zum Stand D41! Offene Steuerung mit LonWorks bereits RealitŠt! Gert-Ulrich Vack Beiratsmitglied der LNO GeschŠftsfŸhrer der SysMik GmbH Dresden 2

3 Hannover Messe Õ97 Multi-Vendor-Anlage der LNO in der Industrieautomation Die LON Nutzer Organisation e.v. (LNO) pršsentiert auf der Hannover Messe Industrie Ô97 erstmals eine Multi-Vendor-Anlage fÿr Fšrder- und Fertigungstechnik. Chaotische oder geregelte Einlagerung von Waren, automatischer oder manueller Produktabruf, wahlfreier oder vorgegebener Warenzugriff sowie Stšrmeldungen, Transponder- und Barcode-Technik werden demonstriert. Die beiden Regallager sowie das Shuttlesystem zum Warentransport des Materialfšrdersystems sind als autarke Subsysteme ausgefÿhrt. Leistungsstarke, an die Automationsaufgabe angepa te LonWorks- Knoten (PowerNode von Gesytec) steuern den Materialflu. Das Binding der Knoten erfolgt objektorientiert auf Basis der neuen Lon- Works Network Services-Architektur (Response von Regulex). Eine Life-PrŠsentation findet halbstÿndlich an der Multi- Vendor-Anlage statt. HANNOVER MESSE APRIL 1997 Auf einer FlŠche von Ÿber 200 m 2 pršsentieren Unternehmen auf firmeneigenen Panels Neuigkeiten und technische Entwicklungen rund um LonWorks: Etwa I/O-Module fÿr verschiedenste Automationsaufgaben, z.b. ein dezentrales intelligentes Leistungsmodul mit LeistungsausgŠngen bis 4 kw zur Ansteuerung z.b. von Drehstrommotoren und Pumpen, die DIAloc- Produktfamilie von WeidmŸller mit programmierbaren I/O-Komponenten und Reihenklemmen mit steckbarer LON- Elektronik, der Microlon Controller fÿr Anlagensteuerung und Datensammlung mit integriertem AD/DA-Wandler fÿr digitale und analoge Signalerfassung. KEB zeigt gesteuerte und geregelte Antriebssysteme fÿr Drehstrommotoren im Leistungsbereich bis 200 kw und Sie lesen in dieser Ausgabe: Editorial... 2 Multi-Vendor-Anlage in der Industrieautomation... 3 Das Auge im Netz - Easylon LonScope...5 Digitales Zeigerinstrument LonMeter...5 Fernwirken und FernŸberwachen...6 Wo der Wildbach rauscht... 8 Industrieautomation: Anwendungsbeispiele...9 LON Motorsteuermodul fÿr Fšrdertechnik CO- berwachung in Tiefgaragen LonWorks bei europšischen Bahnen...16 The direct access to your plant resources Sicherheit im šffentlichen Nahverkehr AEG und SysMik gemeinsam Der erste LonWorks Kaffeevollautomat Impressum Arbeitskreis Gastronomietechnik Der LONdongle - dem PC zum Netzwerk verholfen 27 Was leistet LON bei who?...28 EuropŠische Normung GebŠudeautomation Local Operating Networks - eine EinfŸhrung Offene Architektur fÿr LonWorks Tools Ausstellungen/Tagungen/Seminare

4 Hannover Messe Õ97 Multi-Vendor-Anlage der LNO in der Industrieautomation als Weltneuheit eine LON-Steuerung von Servosystemen mit integrierter Achspositionierung. Weiter ist ein Asynchronmotor mit integriertem Drehzahlregler und Lon- Mark-Funktionsprofil zu sehen. Das erweiterte Fernwirk- und Fern- Ÿberwachungssystem TCLon200- Li zum Kontrollieren, Steuern und Automatisieren von Prozessen, ArbeitsablŠufen und Anlagen in GebŠuden, Industrie und Verkehrsnetzen stellt Littwin aus. Ebenfalls im Bereich Fernwirktechnik pršsentiert H.M. Stein Sohn ihre Vista Remote CAMOS Net Serie, eine Fernbedienung/Fernsteuerung zur berwachung von Pumpen, Ventilen, LŸftern mit lokalen Bedientableaus, die insbesondere in High- Tech-Schiffen installiert ist. Unitro Fleischmann ist mit einem Kompakt-Feldeinbau-Stšrmeldesystem mit Klartextanzeige, Protokollierung und Proze visualisierung sowie mit digitalen und analogen I/O-Kompakt-Aufschnappmodulen, Repeatern und Netzwerkkopplern vertreten. Der Vario-Sense CO-Bus2-Me - kopf mit elektrochemischem Sensor zur Messung der Kohlenmonoxid-Konzentration in der AtmosphŠre der MSR-Technik/DrŠgerwerk AG Sicherheitstechnik steht stellvertretend fÿr den Bereich Sensorik. Ventiltechnik von GEM, Hardware von Motorola, NotstromŸberwachung und Sicherheitsbeleuchtung von AEG, Transpondertechnik von Hermos sind weitere ausgestellte Beispiele fÿr unterschiedliche LonWorks-Produktbereiche. Die Netzwerk-Management-Software zur Planung, Programmierung, Installation und Visualisierung von LonWorks-Netzwerken von Gesytec, Regulex und SysMik vervollstšndigen das Produktspektrum. Info: Dr. GŸnter Bleimann-Gather LNO-Sekretariat Aachen Tel.:

5 Net Monitoring Das Auge im Netz - Easylon LonScope von Gesytec Durchblick bringt Sicherheit. Denn es beruhigt zu sehen, was im Netz vor sich geht. Einblicke geben, das bietet das Easylon LonScope ganz im Sinne der Easylon Produktphilosophie auf denkbar einfache Weise: Montieren, LON-Netz und Spannung anschlie en. Ohne Programmierung, ohne Binding wird das LonScope zum ãbusfensterò. Einblick nehmen ins Control- NetzÑ das wollen der Mann vor Ort ebenso wie der Wartungstechniker und der verantwortliche Betriebsleiter. Der eine will Daten aus den angeschlossenen GerŠten vor Augen haben, gar ihren zeitlichen Verlauf beobachten. Dem anderen geht es eher um die Sicherstellung der GesamtfunktionalitŠt oder deren qualitativen Verbesserung. FŸr beides ist das LonScope das zuverlšssige Auge im Netz. Ohne den normalen Betrieb zu beeintršchtigen, verschafft sich das LonScope selbstšndig ein aktuelles Bild der Netzwerkkommunikation. Jederzeit gibt es den Zustand aller Knoten und ihrer Netzwerkvariablen an, informiert Ÿber erfolgreichen oder gescheiterten Datenaustausch. Der Clou dabei: Es ist keine Datenbank erforderlich und das LonScope mu vorher nicht mit dem Netz bekannt gemacht werden. Per Knopfdruck und menÿgefÿhrt kann sich der Nutzer auf der vollgrafischen, 60 x 110 mm gro en LCD-Anzeige des einfach auf eine Hutschiene zu montierenden Lon- Scope eine bersicht Ÿber Netzwerkknoten, ihre NVs und den Netzzustand verschaffen; aktuelle NV-Werte beliebiger unterschiedlicher Knoten anzeigen lassen; den zeitlichen Verlauf solcher Werte verfolgen; Netzwerkstatistiken zum Durchsatz, CRC Fehlern, Message Typen, etc. betrachten; in entsprechenden Listen Ÿber aufgetretene Stšrungen und Ver- Šnderungen im Netz informieren. Das Resultat liegt auf der Hand: Das Netz wird durchsichtig. Digitales Zeigerinstrument - LonMeter von Gesytec Wichtige Werte sicher im Auge behalten; aus verschiedenen Ecken des LonWorks-Netzes; und das preiswert und ohne Programmier- und Bindingaufwand: Das kompakte LonMeter leistet dies immer genau da, wo man die Proze daten und Informationen benštigt. Nur eine Hand breit und universell einsetzbar - so ist das LonMeter das moderne, digitale Pendant zum Zeigerinstrument in der Anlage. Bis zu vier unterschiedliche Netzwerkvariablen zeigt das LonMeter auf seinem 40x60 mm gro en Vollgrafik-Display. Einfach per Knopfdruck erscheinen die Werte im Klartext mit Bezeichnung und Ma einheit. Werden mehr Werte benštigt, kšnnen weitere GerŠte mit unterschiedlicher Parametrierung in einem Segment des Netzwerks beliebig plaziert werden. Das passiv arbeitende LonMeter fÿhrt dabei zu keiner zusštzlichen Netzbelastung. Das LonMeter ist ein kompaktes stand-alone GerŠt fÿr Hutschienenmontage. Die Installation ist denkbar einfach. Es braucht eine 24-Volt Stromversorgung und den LON-Anschlu. Nach Aufstecken der Busleitung werden die aktuellen Werte der eingestellten Netzwerkvariablen angezeigt. Welche der vielen Werte aus dem Netzwerk das LonMeter anzeigen soll, ergibt sich aus einer einfachen Parametrierung. Bei dieser werden bis zu 4 auswšhlbare NVs unter der Kennummer des GerŠtes zusammengefa t. Die Parametrierung kann Ÿbrigens aus einem PC ins Netz geschickt werden oder von anderen Easylon GerŠten, z. B. LonScope oder Analyzer. Ob ein, zwei, drei oder 4 Werte zugleich oder nacheinander gezeigt werden sollen - das steht im Belieben des Betrachters. D. Schunk Gesytec GmbH Aachen Tel Info: 5

6 Fernwirktechnik Fernwirken und Fernüberwachen mit dezentraler Intelligenz In Produktionsanlagen, Versorgungs- und Datennetzen ist der Automatisierungsgrad in den letzten Jahren stark angestiegen. Im Zuge dieser Entwicklung werden zunehmend intelligente Fernwirksysteme eingesetzt, die einen Gro teil der Steuerungs- und berwachungsaufgaben vor Ort Ÿbernehmen kšnnen. Sie erhšhen die Betriebssicherheit und helfen Kosten sparen. Auf Basis der LonWorks-Technologie hat die Littwin GmbH das Fernwirk- und FernŸberwachungssystem TCLON200-Li entwickelt, dessen erster Einsatz in einem Wasserwerk erfolgen soll. Eine typische Anwendung fÿr Fernwirk- und FernŸberwachungssysteme stellt die Automatisierung eines Wasserwerkes dar. Littwin plant zur Zeit ein solches System fÿr ein Wasserwerk bei Oldenburg. Dort erfolgt die Wasserentnahme aus dem Grundwasser durch sechs Unterwasser-Motorpumpen, die lediglich Ÿber eine Energieversorgungsleitung elektrisch mit dem Wasserwerk verbunden sind. Die Regelung der Fšrdermenge wird durch lokale Frequenzumrichter erreicht, deren Sollgrš e durch das TCLON200-Li vorgegeben wird. Die aktuelle Drehzahl wird erfa t, vom TCLON200-Li ausgewertet und mit der Sollgrš e verglichen. Eine Abweichung erzeugt eine VerŠnderung der Drehzahl, die durch die dezentrale Intelligenz vor Ort berechnet und ausgegeben wird. Die Kommunikation mit der Fernwirkstation im Wasserwerk erfolgt Ÿber Powerline. Dort werden die einzelnen Informationen mit den Vorgaben verglichen und ausgewertet. Desweiteren kšnnen alle Bereiche der GebŠudeautomatisierung Ÿber das installierte System gesteuert werden. Auf der Basis jahrelanger Erfahrung auf dem Gebiet der FernŸberwachung und des Fernwirkens sowie dem Interesse fÿr zukunftsweisende Techniken wie LonWorks wurde eine neuen Generation von Fernwirk- und FernŸberwachungssystemen geschaffen. Proze ablšufe, egal welcher KomplexitŠt, kšnnen mit TCLON200-Li gesteuert und Ÿberwacht werden. Dies gelingt durch die Konzentration von bis zu 32 analogen und digitalen Ein- und AusgŠngen auf einem Modul. Jedes Modul ist mit einem Neuron-Chip ausgestattet. Zur Regelung komplexer Anlagen bzw. komplexer ArbeitsablŠufe lassen sich mehrere Module in einem Netzknoten kombinieren. Das TCLON200-Li-System weicht zwar von dem klassischen Master- Slave-Prinzip ab, vereint aber dennoch dessen VorzŸge mit der neuen Technik: Alle Knoten werden in einem polling-šhnlichen Verfahren detektiert, so da auch ein Ausfall eines Knotens signalisiert wird. Jeder Knoten ist als Zugang fÿr eine Leitstelle geeignet. Das System ermšglicht auch die Kombination mehrerer Leitstellen, welche auf einem Laptop mobil eingerichtet werden kšnnen. Zudem lassen sich im TCLON200-Li andere Fernwirksysteme Ÿber RS232- Gateways integrieren. Statt eines vollstšndigen Ersatzes bestehender Systeme wird somit das Replacement 6

7 Fernwirktechnik einzelner Komponenten ermšglicht, was nicht zuletzt wirtschaftlich gesehen von gro er Bedeutung ist. Durch die InteroperabilitŠt der Komponenten kann das System Informationen aus der gesamten Produktionssteuerung - von der Maschinensteuerung Ÿber Warenflu bis zur Energieverbrauchserfassung - erfassen, Ÿbertragen und auswerten. Die dezentrale Intelligenz macht ÔUmwegeÕ Ÿber eine Masterstation ŸberflŸssig. Die Informationen werden direkt verarbeitet und kšnnen noch am ÔOrt der ErfassungÕ bereits eine Reaktion hervorrufen. Der Kommunikationsabri innerhalb eines Netzes fÿhrt daher nicht zwangslšufig zu einem Ausfall der ProduktionsŸberwachung. FŸr die Leitstelle stehen verschiedene Systeme zur VerfŸgung: Auf Basis eines Pentium bzw. Pentium Pro sind als Betriebssystem Windows 95 und Windows NT mšglich; eine Leitstelle, mit einer UNIX / Xwindows-Workstation ist ebenfalls realisierbar. Die Leitstellensoftware TerminAL 200 ist modular aufgebaut und unter softwareergonomischen Gesichtspunkten entwickelt. In Kombination mit dieser Leitstellensoftware werden alle ProduktionsablŠufe, GebŠudeinformationen, Energieverbrauchsinformationen schnell und zuverlšssig vom TCLON200-Li-System dargestellt und ausgewertet. Somit werden die Proze ablšufe transparent und steuerbar. Ein wirtschaftlicher Umgang mit Ressourcen wie Strom, Wasser, Heizkosten, Manpower etc. wird dadurch erst mšglich. Eine schnelle Amortisierung ist somit gewšhrleistet. Das TCLON200-Li System eignet sich fÿr alle Bereiche des dezentralen Energiemanagements (Kopplung mit EnergiezŠhlern sind realisiert) und der GebŠude- und Industrieautomatisierung. Durch die Kombinationsmšglichkeit mit dem KabelŸberwachungssystem K 605 und der ModemŸberwachung M 4 von Littwin ergibt sich ein ideales System zur Steuerung und berwachung von Telekommunikationsnetzen, wie sie u.a. bei Energieversorgern, Bundesautobahnen, Wasser- und SchiffahrtsŠmtern, der Deutschen Bahn AG zu finden sind. Durch die konsequente Verwendung der LonWorks-Technologie und LonTalk-Protokoll ist die InteroperabilitŠt gewšhrleistet. Sowohl Hard- als auch Software sind Eigenprodukte der Littwin GmbH. Spezielle Kundenanforderungen kšnnen daher flexibel und kurzfristig realisiert werden. Info: Dipl.-Ing. Jšrg Littwin Dipl.-Ing. Michael Thiele Littwin GmbH Oldenburg Tel.:

8 Fernwirktechnik Wo der Wildbach rauscht... Der automatische Betrieb schwer zugšnglicher Anlagen eršffnet neue Perspektiven fÿr eine umweltschonende Energieerzeugung. Hier kommt LonWorks Powerline-Technologie zum Einsatz. Die Firma Unitro Fleischmann Stšrmeldesysteme in Backnang installierte ein Fernwirksystem zur FernŸberwachung und -steuerung eines abgelegenen Kleinkraftwerkes in den Alpen bei Innsbruck. Im hintersten Winkel der Wattenser Lizum, einem Hochtal sÿdlich von Innsbruck, liegt im Wald versteckt eine kleine HŸtte. Von au en ist ein Rumoren zu vernehmen, ohne da eine menschliche Person gesichtet werden kšnnte. In ihrem Innern haust jedoch kein Berggeist, sondern arbeitet eine Wasserturbine mit einem Asynchrongenerator. Im Rahmen des Konzeptes ÔSaubere EnergieÕ erzeugt dieses Kleinkraftwerk in einem grš eren Verbund elektrische Energie fÿr die Kristallwerke Swarovski in Innsbruck. Da zum nšchst gelegenen Schalthaus nur eine 400V Drehstromleitung vorhanden ist, konnte das Kleinkraftwerk bisher nur manuell vom Bedienungspersonal vor Ort geschaltet und Ÿberwacht werden. Der Zugang Ÿber einen schmalen steilen Pfad ist sehr schwierig und im Winter bei hoher Schneelage und Lawinengefahr unmšglich. Unitro Fleischmann installierte ein LonWorks-basiertes Fernwirksystem, mit dem nunmehr die FernŸberwachung und Fernsteuerung des Kleinkraftwerkes von der Schaltzentrale im Tal aus mšglich ist. Die Kommunikation erfolgt Ÿber normale Stromversorgungsleitungen (Powerline), eine gesonderte Verkabelung wšre immens aufwendig gewesen. Dieser Einsatz der LonWorks Powerline-Technologie ist ein Pilotprojekt fÿr Šhnliche AnwendungsfŠlle im Alpenraum. Auf gleiche Weise kšnnen z.b. EntwŠsserungs- und Fšrderpumpen Ÿberwacht und gesteuert werden. Realisiert wurde dieses Projekt von Unitro Fleischman mit ihrer Octobus-Systemfamilie, die verschiedene I/O-Module und Router fÿr Free- Topology LonWorks-Netzwerke umfa t. JŸngste Kinder dieser Produktfamilie sind zwei Netzwerkkoppler zur Umsetzung und Einkopplung des LonTalk-Protokolls auf Netzleitungen. Bei Verbindung dieser Module Ÿber Zwei-Draht- Leitung (twisted pair) ist zudem eine DatenŸbertragung Ÿber gro e Entfernungen bis 15 km mšglich. Die Module der Type MVE- FTT10/PLT21 und PLT30 arbeiten in den von den EVUs freigegebenen Frequenzbereichen im A- bzw. C- Band. Die kompakte Bauform in anschlu fertiger Aufschnapptechnik ermšglicht einen einfachen Verteilereinbau. Durch diese Netzkoppler erschlie t sich ein erheblich erweiterter Einsatzbereich der I/O- Module sowie der Kompaktstšrmeldesysteme aus der ME-Serie. Neben Powerline und twisted pair kann eine DatenŸbertragung auch leitungslos Ÿber Funk oder Infrarot erfolgen, abgerundet wird das Produktspektrum durch eine Proze visualisierung. Info: H. Fleischmann Unitro Fleischmann Backnang Tel.:

9 Industrieautomation Industrieautomation mit LonWorks: Anwendungsbeispiele Bestand frÿher der Fortschritt in einer Steckdose, einem Lichtschalter und einer GlŸhbirne, sind heute die AnsprŸche gestiegen und wurden die technischen Mšglichkeiten revolutioniert. Ein GebŠude ist heute ein komplexes Gebilde. Aus der GlŸhbirne von einst sind ganze Beleuchtungssysteme geworden, mit Bewegungsmeldern, DŠmmerungsschaltern, automatischer Rolladensteuerung u.s.w. PCÕs und Windows entwickeln sich StŸck fÿr StŸck zum Plug and Play System. Mehr und mehr Hilfsmittel werden integriert und miniaturisiert. Viele Anwender benutzen die Komponenten als Komponenten, oder anders ausgedrÿckt als Objekte, ohne sich mit dem Inhalt detailliert beschšftigen zu mÿssen. Auch die Industrie hat sich veršndert. Durch den enormen Wettbewerbs- und Kostendruck wachsen die AnsprŸche an technischen Anlagen sehr schnell. Um heute am Markt bestehen zu kšnnen, mÿssen komplexe AblŠufe, arbeitsintensive Prozesse und hšhere StŸckzahlen in kÿrzerer Zeit als noch vor wenigen Jahren realisiert werden. Der Einsatz von Computern hat den Aufbau von industriellen Anlagen veršndert und die herkšmmliche Technik weitgehend verdršngt. Die Bustechnik ist die Grundlage zur Schaffung von einfacheren, schnelleren und Ÿbersichtlicheren Systemen in der Automatisierung. Leitungen reduzieren bedeutet einfacherer Aufbau, einfachere Planung, kÿrzere Installationszeit, geringerer Aufwand bei Inbetriebnahme u.s.w. Und zur weiteren Rationalisierung ist dann auch die Software zu betrachten. Der Einsatz von LonWorks hei t: Den Nutzen des einfacheren Aufbaus und zusštzlichen Nutzen durch Vereinfachung der Software. Der Anwender soll nur mehr konfigurieren anstatt programmieren. Pro LonWorks Um dies zu erreichen, werden ÔintelligenteÕ Produkte benštigt - Produkte die eine ihnen zugedachte Werner Flögel, Leiter Bereich Elektronik, GEMÜ Aufgabe Ÿbernehmen, ausfÿhren und selbsttštig entsprechend der Konfiguration zurÿckmelden. So lš t sich LonWorks mit seiner dezentralen Intelligenz auch am ehesten mit einem Computer vergleichen, den man in viele kleine StŸcke schneidet. Jede dieser dezentralen Intelligenzen kann selber denken, handeln und mit den anderen Teilnehmern kommunizieren. Dadurch ergibt sich eine bisher nicht dagewesene FlexibilitŠt und eine fast unbeschršnkte Ausbaubarkeit. WŠhrend bei klassischen SPS Systemen StŸck fÿr StŸck eine dezentrale Struktur entstehen mu, Sensoren und Aktuatoren aber hšufig noch mit einer dezentralen SPS (ProgrammtrŠger) verbunden sind, geht LON einen Schritt weiter: die Steuerung des LON-Netzes wird auf intelligente Einzelkomponenten, sogenannten Knoten vor Ort verteilt. Die Knoten kšnnen zur Me wertaufnahme oder zur Ansteuerung von Regel-und Antriebselementen genutzt werden. Sie sind meist im Produkt selbst integriert. WŠhrend in weiteren Bussystemen die Busstruktur und das bertragungsmedium in der Regel busspezifisch vorgeben sind, zeichnet sich LON durch eine freie Bustopologie aus, wobei die Datenkommunikation mittels verschiedener bertragungsmedien wie ungeschirmte Zweidrahtleitung, das 230V Netz, koaxiale Kabelverbindungen, Infrarot, Funk, ja sogar via Lichtwellenleiter erfolgen kann. Die einzelnen Medien werden Ÿber sogenannte Router miteinander verbunden. Daraus resultiert eine hohe FlexibilitŠt beim Auf- und Ausbau sowie bei der Anpassung an bestehende Anlagen. Die Konfiguration kann an jeder beliebigen Stelle des Netzes erfolgen. Selbst wšhrend des Betriebs kšnnen Netzwerke durch Auftrennen und Festlegen neuer VerknŸpfungen veršndert und mit neuen Funktionen ausgestattet werden. Der Vorteil: Sollen errichtete Anlagen erweitert, neue Anlagenteile angebunden, zusštzliche berwachungsstellen eingebunden und Daten abgefragt werden, braucht der LON-Anwender lediglich die Netze geeignet an nahezu jeder beliebigen Stelle zu verbinden und/oder Monitoring-Systeme einzuloggen. 9

10 Industrieautomation... mit LonWorks: Anwendungsbeispiele LON bietet so umfangreiche Einsatzmšglichkeiten in Industrieanlagen wie Wasserwirtschaft, Robotik, Fšrdertechnik, Schiffbau, Halbleiterfertigung, Verfahrenstechnik... Beispiele realisierter Applikationen in unterschiedlichen Anwendungsgebieten Fa. H.M. Stein Sohn a) KŸhlcontainerŸberwachung: Ein System zur FunktionsŸberwachung von KŸhlcontainern an Bord von Containerschiffen. Grundlage der berwachung bilden die Ÿber die ÔMonitoring-SteckdoseÕ der Container in Vier-Draht Technik ausgegebenen Signale Ÿber Container-Anschlu, Kompressor- Status, Abtau-Phase und Temperatur-Status. Die SignalzustŠnde aller Container werden von dezentralen Datenerfassungseinheiten periodisch erfa t, aufbereitet und Ÿber das Feldbussystem LON zur Zentrale Ÿbertragen. Alle AlarmzustŠnde, wie auch die einzelnen Statusinformationen der einzelnen Container stehen zur weiteren VerfŸgung bereit. b) Schiffsbeleuchtungssteuerung: Bei einem mit LON ausgestattetem Beleuchtungssystem mit 58 Lichtkreisen, 36 diskreten Bedienelementen, 6 Tableaus wurden durch Einsatz der LON Technologie ca. 60 TDM an Verkabelungseinsparung erzielt. Fa. WIFAG Druckmaschinenautomatisation: Zur Automatisierung von Rotationsdruckmaschinen wird ein Lon- Works-System eingesetzt mit dem durchgšngig NiveauŸberwachung, Farbdosierung, Feuchtung, Zylinderpositionierung und Bahnregister geregelt und kontrolliert werden. Ausschlaggebend fÿr den Einsatz von LonWorks waren u.a. folgende GrŸnde: Senkung der Systemkosten um min. 25%, hohe Stšrfestigkeit des Busses auch bei grš eren Entfernungen, hohe Freiheit in der Bustopologie, keine einschneidenden EinschrŠnkungen in der Anzahl der Busknoten, einfache Verdrahtung des Busses, leistungsfšhige Entwicklungs- und Installationstools, niedrige Knotenkosten. Fa. etg-unitro Stšrmelde-Leitsystem - Anwendungsbereich Energieerzeugung: Auf Basis von LonWorks 3120 Neuron Chips wird mit Tranceivern vom Typ FTT ( Free Topology Modell) die Datenkommunikation des Informations-, Steuerungs- und Stšrmeldesystems fÿr EVU-Schaltanlagen der Hoch- und Mittelspannungsebene durchgefÿhrt. Dabei werden die VorzŸge der einfachen Kommunikationshandhabung mit Medienzugriff Ÿber das modifizierte CSMA Verfahren zur Kollisionserkennung und -vermeidung genutzt. Fa. MST Anwendungsbereich Halbleiterfertigung: Das FMK Satelite LPT ist ein Gas- Monitoring System fÿr die Reinraumtechnik in der Halbleiterfertigung. Die Gassensoren sind mit der Zentrale Ÿber ein LonWorks Linkpowersystem verbunden. Der Sensorkopf bietet integrierte Funktionen fÿr einen konventionellen Sensor und sendet die entsprechenden Daten Ÿber eine 2-Draht-Leitung (Power + Data) an eine Visualisierungsstation. Beliebig einbindbare Relaiskoppler schalten die Gasstationen zu/ab. Der Sensor wird entsprechend des zu erkennenden Gases ausgewšhlt. Durch die intelligenten Sensorinterfaces kšnnen die spezifischen Sensordaten direkt im Sensor gespeichert werden. Fa. Hermos LON in der Halbleitertechnologie: Zur Herstellung eines Speicherchips sind Ÿber 400 Produktionsschritte notwendig. Jede einzelne Bewegung und jeder Proze schritt eines Wafer-Carriers wird mit Hilfe eines LON-TransponderlesegerŠtes Ÿberwacht. In jedem Equipment sowie im Lager ist jeweils ein LesegerŠt integriert. Die Daten werden Ÿber ein Gateway und einen Terminalserver dem Hostsystem zur VerfŸgung gestellt. Die Steuerung von Transportsystemen wird durch einzelne, voneinander unabhšngige Controller realisiert, die mit Neuron Chips aufgebaut sind. Die erreichte Ausfallsicherheit war mit herkšmmlichen Systemen nicht zu realisieren. Fa. SysMik a) Verwendung von LON in PrŸfstŠnden: Copeland in Belgien ist Hersteller von KŠltekompressoren fÿr KŸhlanlagen, wie sie z.b. in SupermŠrkten eingesetzt werden. SysMik lieferte zur AusrŸstung von rund 35 DauerprŸfstŠnden universelle Monitoring- und Steuereinheiten zu. Die Einheiten erfassen die Proze - daten der PrŸfstŠnde und geben diese auf die zentrale Auswerte-Rechentechnik. Von den Bedien-PCÕs aus kšnnen die PrŸfstŠnde parametriert werden, und kritische Be- 10

11 Industrieautomation triebszustšnde (z.b. fehlerhafter PrŸfling) werden von den LON- Steuerungen lokal gemanagt. b) Verwendung von LON in der Robotik: LON wird in der Automobilfertigung eingesetzt zum automatisierten Upload/Download von Roboterprogrammierdaten und zur Vernetzung von Industrie-PCÕs mit KUKA Robotersteuerungen. LON goes MERCEDES Im Herbst 1993 wurde die LON- Technologie im Rahmen einer PrŠsentation bei Mercedes Benz in Rastatt vorgestellt. Anla war die seinerzeit zu erwartende Entscheidung Ÿber die NeuausrŸsung des neuen Montagewerkes, in dem ab Herbst 1997 die neue A-Klasse vom Band geht. In mehreren GesprŠchen wurden die Einsatzmšglichkeiten von LON sondiert. Schon sehr frÿhzeitig schšlte sich die Aufgabenstellung ãroboterdatenarchivierungò heraus. Im neuen Werk werden mehrere Hundert Industrieroboter der Fa. KUKA Roboter GmbH / Augsburg zum Einsatz kommen. Bisher wurden die Roboterdaten in Laptops archiviert, teilweise wurde auch eine serielle Schnittstelle zur Verbindung mehrerer Roboter mit dem Archivierungs-PC eingesetzt. SysMik fÿhrte in Abstimmung mit MB Rastatt im Sommer 1995 einen Feldtest mit LON-Modulen im Werk Sindelfingen durch. Dabei wurden Module mit verschiedenen Transceivern (TP/XF-78 und , FTT-10, RS-485) an einen PC gekoppelt. Der PC sandte seinen Datenstrom in das Netzwerk, und die angeschlossenen Empfangsknoten sandten diese Daten als Qutittung zurÿck. Ein Auswerteprogramm auf dem PC fÿhrte die Fehleranalyse und -protokollierung durch. In der zweitšgigen Testphase in den SteuerschrŠnken der Schwei roboter mit entsprechend ausgelegten Kabeln wurden stšrungsfreie Datenkommunikation und die fehlerfreie Funktion von LON nachgewiesen. Nach KlŠrung aller technischen und kommerziellen Randbedingungen erhielt SysMik im Dezember 1995 den Auftrag zur Entwicklung der Kommunikationssoftware fÿr die eingesetzten speziellen Robotersteuerungen einschlie lich der Inbetriebnahme- und Diagnosesoftware auf dem Archivierungs- PC. Die Labortests bei SysMik in Dresden wurden erfolgreich durchgefÿhrt. Nach einer Einsatzerprobung in Rastatt im Sommer Ô96 wurde Ende 1996 die Serienhardware nach Rastatt geliefert. Hardwareseitig kommen speziell entwickelte Steckkarten fÿr die Industriesteuerung zum Einsatz sowie PCLTA-Karten der Fa. ECHELON fÿr die Archivierungs-PCs. GegenwŠrtig erfolgt die Inbetriebnahme vor Ort. Weitere Mercedes- Benz-Werke (z.b. MB in Bremen) sowie Zulieferer setzen diese Lšsung inzwischen ein. Die Lšsung von Aufgabenstellungen im Bereich Industriekommunikation zwischen GerŠten mit unterschiedlichen Schnittstellen und Protokollen verspricht noch ein weites Aufgabenfeld, welches von den SPS-bezogenen Bussystemen nicht so vorteilhaft bedient werden kann wie mit LON. Fa. Fastec Anwendungsbereich PrŸf-/Eichanlagen: Mit dem Europe Pump Test II ist ein System erstellt worden, mit dem eine automatische, computergesteuerte PrŸfung, Einstellung und Eichung von Tankstellen-ZapfsŠulen durchgefÿhrt werden kann. Der Eichstand hat die Einzelzulassung der PTB in Braunschweig erhalten. Alle Ablaufschritte und Eich- /Me werte werden protokolliert und in einer Datenbank durchgšngig unterstÿtzt. Damit wird fÿr den Eichvorgang nur noch ein Bruchteil der bisherigen Zeit benštigt. Im Eichstand selbst werden digitale und analoge Signale sowie Me werte aus der Hydraulik mit Hilfe von ca. 40 LON-Modulen kontrolliert. Mittels einer graphischen BenutzeroberflŠche wird der Bediener durch den gesamten Eichvorgang gefÿhrt. Die beispielhaft fÿr verschiedene Anwendungsgebiete dargestellten Applikationen zeigen die vielfšltigen Mšglichkeiten und EinsatzfŠlle der LonWorks-Technologie. Allen gemeinsam ist die Anforderung nach dem jeweils gÿnstigsten und leistungsstšrksten Automatisierungshilfsmittel. Erinnern wir uns der ca. 60 TDM Einsparung an Verkabelungskosten bei nur einer der genannten Anwendungen. Dies ist nur zu erreichen, wenn Produkte ÔintelligentÕ werden und ihre zugewiesene Funktion selbstštig ausfÿhren kšnnen. Das breite Spektrum von LON in der Industrieautomation lš t sich festhalten: Mit Hilfe von LON werden Schiffe Ÿberwacht und automatisiert, werden Zeitungen gedruckt, werden Halbleiter gefertigt, werden EichstŠnde automatisiert, werden Autos gebaut. Info: Werner Flšgel Sprecher des Arbeitskreises Industrieautomation der LNO GEM GmbH & Co. KG Ingelfingen Tel.:

12 Fšrdersysteme LON-Motorsteuermodul für die Fördertechnik in der Automobilindustrie Die AUSYS GmbH entwickelte fÿr die D RR Systems GmbH, ein internationaler AusrŸster von Lackieranlagen fÿr die Automobilindustrie, einen spezifischen LON-Knoten, zugeschnitten auf die BedŸrfnisse fšrder- und verfahrenstechnischer Anlagen. Das Konzept Jede mechanische Funktionsgruppe wird von einem autark arbeitenden DIM21-Motormodul gesteuert. Von diesem Modul werden alle Sensoren erfa t und alle Aktoren (auch Motoren) angesteuert. Jedes dieser Module besitzt eine eigene Prozessoreinheit, welche die lokalen Aktoren in AbhŠngigkeit der lokalen Sensoren sowie der ZustŠnde des VorgŠngers, des Nachfolgers und der bereichsglobalen ZustŠnde steuert. Das Modul Das neu konzipierte DIM21-Modul bietet eine ganze Reihe von Vorteilen gegenÿber bislang verfÿgbaren Lšsungen: Autarke Steuerung einer Funktionsgruppe. Der sondergefertigte zentrale Schaltschrank mit SPS-Steuerung entfšllt und wird durch viele seriengefertigte DIM21-Module an den mechanischen Funktionseinheiten ersetzt. Einfache Konzeption der Anlage - 95% aller mechanischen Funktionsgruppen kšnnen von einem DIM21-Modul gesteuert werden. Reduzierter Installationsaufwand - die Module werden mit vorkonfektionierten Leitungen zusammengesteckt. Kurze Inbetriebnahmedauer - Einzelelemente kšnnen autark in Betrieb genommen werden, somit ist eine parallele Inbetriebnahme einer Anlage realisierbar. Geringer Dokumentationsaufwand - nur die Initiatorenzuordnung zu den EingŠngen, die Aktorenzuordnung zu den AusgŠngen und die Struktur der Modulverkettung untereinander mu dokumentiert werden, der eigentliche Schaltplan entfšllt. Hohe FlexibilitŠt fÿr nderungen oder Erweiterungen - es ist praktisch keine Umverdrahtung der bestehenden Anlage nštig. VerkŸrzte Reaktionszeiten einer Funktionsgruppe - jede Funktionsgruppe wird von einem eigenen Prozessor gesteuert. Durch die Summe der vielen Einsparungen werden die Gesamtkosten deutlich gesenkt. 12

13 Fšrdersysteme Skizze der Struktur einer Anlageninstallation Die Technik des DIM21-Moduls: Das DIM21-Modul ist modular aufgebaut, so da die Anzahl an Einund AusgŠngen an den Einsatzfall angepa t werden kann und keine Kosten fÿr nicht verwendete Hardware anfallen. Es wurde mit unterschiedlichen Ein- und AusgŠngen, LCD-Display und Tastaturfeld so ausgelegt, da es im voll ausgebauten Zustand 95% der fšrdertechnischen Funktionsgruppen in der Automobilindustrie steuern kann. Durch die Tastatur in Kombination mit dem Display lassen sich vor Ort menÿgefÿhrt alle Informationen abfragen und Parametrierungen vornehmen. Um die Installation mit vollstšndig vorkonfektionierten Leitungen durchfÿhren zu kšnnen, wurden alle AnschlŸsse steckbar ausgefÿhrt. Praxiseinsatz Eine erste Anlage wurde bereits mit den neu entwickelten DIM21-Modulen aufgebaut und bestštigte die Erwartungen in vollem Umfang. In dieser Anlage kamen sowohl die DIM21-Module zur Steuerung der Motoren als auch E/A-Module fÿr ein Bedienpult zum Einsatz. Weiter wurde ein frequenzgeregelter Antrieb mit in das LON-Netzwerk eingebunden. Als zusštzliches Bedien-, Visualisierungs- und Parametriersystem wurde das PC-basierende D RR-EMOS in die Anlage integriert. Dieser PC Ÿbernimmt aber keine Steuerungsaufgaben, so da ein autarker Betrieb der Anlage mšglich ist. Info: AUSYS GmbH Stefan Seeger Brackenheim Tel.:

14 CO- berwachung Kohlenstoffmonoxid(CO)-Überwachung in Tiefgaragen Vario-Sense Control Bus-CO von MSR-Technik GmbH ist ein intelligentes Me -, Steuer- und Warnsystem fÿr kontinuierliche oder selektive berwachung von CO-Konzentrationen. Durch die Verwendung der LonWorks- Technologie werden alle CO- Me stellen an eine Leitung aufgeschaltet, wodurch die Installationskosten gegenÿber konventionell arbeitenden analogen 4-20 ma Systemen mit Sternverdrahtung bis zu 50% reduziert werden. Kohlenstoffmonoxid ist ein giftiges, farbloses, geruchund geschmackloses Gas. Es entsteht u.a. bei der unvollstšndigen Verbrennung von Kraftfahrzeugmotoren. Der MAK-Wert (Maximale Arbeitsplatz-Konzentration) fÿr CO liegt bei 30 ppm. In der Industrie, in šffentlichen Tiefgaragen und Tunnels schÿtzt man die Gesundheit des Menschen vor Kohlenstoffmonoxid-Vergiftung durch stationšre Me - und WarngerŠte. In šffentlichen Tiefgaragen ist der Einbau von CO-WarngerŠten gesetzlich durch die Garagenverordnung der LŠnder vorgeschrieben. Die Aufgabe einer CO- Warnanlage ist die berwachung der CO-Grenzwerte, die Warnung bei berschreitung und die Steuerung der maschinellen LŸftung zur Minderung der Schadstoffkonzentration. Das Vario-Sense Control Bus-CO besteht aus einem StahlblechgehŠuse mit integriertem Bedien- und Meldetableau sowie Digital Ein- Ausgangsmodul. Die CO-Konzentration wird von den in der Tiefgarage montierten Me kšpfen erfa t und ausgewertet. Das Bedien- und Meldetableau dient zur Anzeige der Ist- und Halbstundenmittelwert- Konzentrationen, Stšrmeldungen der einzelnen Me stellen, AlarmzustŠnde, sowie Uhrzeit und Datum. ber eine Tastatur, die durch Codeebenen gesperrt ist, soda Unbefugte keinen Zugriff haben, kšnnen menÿgefÿhrt die Alarm-Grenzwerte und die Zuordnung der Me stellen zu den verschiedenen EntlŸftungsanlagen sowie alle systembedingten Parameter, z.b. Wartungsintervall, ohne Programmierkenntnisse eingegeben werden. HerzstŸck des Bedien- und Meldetableaus ist der Neuron Chip Er Ÿbernimmt die Steuerung des 2x16-stelligen alphanumerischen Displays und der Tastatur. Eine autarke aufladbare Lithiumbatterie versorgt die Echtzeituhr als auch die Netzausfall-LED fÿr 10 Stunden. Das Bedien- und Meldetableau ist fÿr Schalttafeleinbau oder 19ÕÕ- Technik lieferbar. Die Anschlu klemmen sind steckbar ausgefÿhrt. Das digital Ein- Ausgangsmodul besitzt fÿnf RelaisausgŠnge, die in AbhŠngigkeit der eingestellten Alarm-Grenzwerte die EntlŸftungsanlagen, die Warnhupen und Warntransparente schalten. Der Sammelstšrmelde-Relaisausgang wird aktiviert, wenn eine GerŠtestšrung (Spannungsausfall, Drahtbruch) vorliegt, d.h. die Kommunikation aller Teilnehmer am Lon- Works-Netzwerk wird auf PlausibilitŠt ŸberprŸft. Zwei potentialfreie digitale EingŠnge ermšglichen eine Fernquittierung der Warnhupe und Aufschaltung eines Rauchschalters oder Notstrommeldung. Wie in der GebŠudeautomatisierung Ÿblich wurde eine Not-Handbedienebene integriert. Zudem wird der Status der RelaisausgŠnge und digitale EingŠnge durch LEDs signalisiert. Der Knoten beinhaltet einen Neuron Chip Zur Vermeidung von EMV-EinflŸssen wurde ein Al-Mg-GehŠuse fÿr DIN- Schienenmontage und E-Verteilereinbau ausgewšhlt. Zur Erfassung der CO-Konzentration ist ein DrŠger 3-Elektroden Diffusions-Sensor (CO-LS) in den Me kopf integriert. Der Sensor ist ein elektrochemischer Me wandler zur Messung des CO-Partialdruckes in der AtmosphŠre mit interner Temperaturkompensation und Me bereich ppm. Das Ausgangssignal des Sensors (0,09µA/ppm) wird nach dem Dual-Slope Verfahren digitalisiert. Die Steuerung und Messung der In- 14

15 CO- berwachung tergrationszeiten des Dual- Slope Ÿbernimmt wiederum der Neuron Chip Eine Auflšsung bis zu 16 bit kann mit dieser Dual-Slope Verfahren erreicht werden. Der Prozessor hat jedoch noch mehr Aufgaben zu erfÿllen. Um StšreinflŸsse (EMV, HF) soweit wie mšglich zu verringern, werden die kontinuierlichen Me werte durch spezielle Softwareroutinen auf PlausibilitŠt ŸberprŸft. Die gefilterten Me werte sind dann als Istwert- oder Halbstundenmittelwert Konzentration verfÿgbar. Der Halbstundenmittelwert ist der arithmetische Mittelwert aus 10 Einzelmessungen im Abstand von 3 Minuten pro halbe Stunde. Um den gesetzlichen Anforderungen bezÿglich Genauigkeit und Langzeitdrift zu entsprechen, mÿssen die Sensoren regelmš ig mit synthetischer Luft (Nullpunkt) und CO- PrŸfgas (VerstŠrkung) kalibriert werden. Am Me kopf ist eine verschlie bare Servicebuchse, mit der die Kalibrierung mit Hilfe eines Kalibrier- Schnittstellenadapters ausgefÿhrt werden kann. Der Kalibriervorgang erfolgt vollkommen automatisch durch Tastendruck ãnullpunktò und ãkalibrierenò. Eine LED am Adpater signalisiert eine nicht angenommene oder fehlerhafte Kalibrierung (z.b. Sensor defekt oder verbraucht). Digitalmultimeter und Schraubendreher fÿr die Justierung der Potentiometer werden nicht mehr benštigt, soda auch bei schwacher Beleuchtung der Tiefgarage die Me kšpfe schnell und zuverlšssig kalibriert werden kšnnen. Die individuelle CO-PrŸfgaskonzentration ist zentral am Bedienund Meldetableau frei einstellbar. Der Me kopf besteht aus einem pulverbeschichteten StahlblechgehŠuse fÿr Wandmontage. Die Anschlu klemmen sind steckbar ausgefÿhrt. Alle Knoten haben eine Watchdog-Schaltung zur SpannungsŸberwachung sowie Serviceund Betriebsspannungs-LED. Die Spannungsversorgung betršgt 24 V DC. Die physikalische Aufschaltung an die Standardme leitung JY(ST)Y 2x2x0,8 mm wird durch den Transceiver FTT-10 realisiert. FŸr die Kommunikation der Knoten werden gemš LonMark Interoperability Association nur Standardnetzwerkvariablen (SNVT) verwendet. FŸr die Erstinbetriebnahme sind die Me kšpfe physikalisch zu adressieren. Die Adre zuweisung erfolgt mit dem Kalibrier- Schnittstellenadapter und einem von MSR-Technik GmbH entwickelten Workprogramm. Der Kalibrier-Schnittstellenadapter wandelt den an der Sevicebuchse des Me kopfes vorhandenen Pegel zu einer RS 232-Schnittstelle zur direkten Aufschaltung eines PCÕs. Die Adre zuweisung ist natÿrlich gegen Spannungsausfall gesichert. Das Workprogramm fÿr Microsoft Windows 3.1 oder hšher, dient zudem zur nderung der Codeebenen und setzen der Echtzeituhr am Bedien- und Meldetableau. Das Vario-Sense Control Bus- CO ist gemš den Anforderungen der Garagenverordnung der LŠnder und der VDI Richtlinie ãraumlufttechnische Anlagen fÿr Garagen und TunnelÒ T V geprÿft. Der Vertrieb in Deutschland erfolgt ausschlie lich durch DrŠgerwerk AG Sicherheitstechnik - stationšre Gaswarnanlagen, LŸbeck. Info: Bernhard Klessinger MSR-Technik GmbH Pocking Tel.:

16 Verkehrstechnik Erste Anwendungen der LonWorks-Technologie bei europäischen Bahnen 1996 wurden durch die Netcon, Gesellschaft fÿr Netzwerkkomponenten mbh, im Auftrag der GEZ, Gesellschaft fÿr elektrische ZugausrŸstung mbh, ein ÔHaltanforderungssystemÕ fÿr die schweizerische Mittelthurgaubahn und eine ÔEnergiesparschaltungÕ fÿr die Deutsche Bahn AG entwickelt. Diese beiden Projekte stellen die ersten Anwendungen der Lon- Works-Technologie im europšischen Bahnbereich dar. Bis Ende 1996 wurden beide Entwicklungen bis zur Serienreife gebracht, fÿr die Mittelthurgaubahn SeriengerŠte fÿr die Ausstattung von 30 Fahrzeugen geliefert und im Rahmen des Projektes ÔEnergiesparschaltungÕ eine Null-Serie fÿr die versuchsweise AusrŸstung von 3-5 Zugeinheiten realisiert. Beiden Entwicklungen ist gemeinsam, da als bertragungsmedium die 13-polige UIC-Leitung, eine international genormte, Ÿber Kupplungsverbindungen von Wagen zu Wagen gefÿhrte Zugleitung, vorgegeben war. In beiden FŠllen ist die UIC-Leitung mit zugÿbergreifenden Funktionen, wie Fernsteuerung der Beleuchtung, TŸrenschlie - funktionen u.a., vollstšndig ausgelastet, so da keine freien Adern zur DatenŸbertragung bei den Lon- Works-Realisierungen verfÿgbar waren. Aus diesem Grunde wurde durch Mehrfachausnutzung bestimmter Adern der UIC-Leitung unter Verwendung der Powerline Transceiver PLT20/21 zusštzliche FunktionalitŠt geschaffen, ohne eine aufwendige Kabelinstallation durchfÿhren zu mÿssen. Haltanforderungssystem Die ÔHaltanforderungÕ ist ein Steuerungs- und DatenŸbertragungssystem, das fÿr Reisezugwagen oder artverwandte Schienenfahrzeuge konzipiert ist, die mit einer UIC- Leitung als bertragungsmedium ausgerÿstet sind. GrundsŠtzlich kann dieses Steuerungssystem auch in Fahrzeugen eingesetzt werden, die Ÿber eine anders gestaltete Zugleitung als bertragungsmedium verfÿgen. Mit der ÔHaltanforderungÕ werden folgende zugbezogene Funktionen realisiert: bertragung des Haltanforderungssignales von an die Triebzugeinheit angehšngten Nachstellwagen zum FŸhrerstand des Triebfahrzeuges. bertragung von Information zum Triebfahrzeug Ÿber den geschlossenen bzw. gešffneten Zustand der WagentŸren. Automatische Seitenselektion (Erkennung der rechten bzw. linken Zugseite fÿr jeden Wagen). Mšglichkeit der selektiven TŸrentriegelung vom FŸhrerstand des Triebfahrzeuges aus, bezogen auf die rechte oder linke Zugseite. bertragung von Stšrungsmeldungen von den Nachstellwagen zum Triebfahrzeug im Falle offenstehender TŸren bei Fahrt sowie bei StšrungszustŠnden im bertragungssystem. Das Steuerungssystem besteht aus einem SteuergerŠt fÿr jeden Wagen und fÿr das Triebfahrzeug. Diese SteuergerŠte sind prinzipiell gleich aufgebaut, so da mit jedem GerŠt sowohl die Wagenfunktionen als auch die Funktionen des Triebfahrzeuges realisiert werden kšnnen. Die Zuordnung der konkreten Funktion erhšlt das GerŠt des Triebfahrzeuges erst Ÿber die hardwaremš ige Zusammenschaltung mit dem FŸhrerstand. Eine Besonderheit im Funktionsumfang des Steuerungssystems stellt die automatische Seitenselektion dar. FŸr jeden Wagen wird festgestellt, wo sich in Bezug auf seine Wagenenden das Triebfahrzeug befindet. Damit kann eine Zuordnung der rechten und linken Wagenseite zur Fahrtrichtung vorgenommen werden. Mit der Inbetriebnahme des Steuerungssystems erfa t das SteuergerŠt des Triebfahrzeugs alle im Zugverband befindlichen Nachstellwagen und veranla t diese, nacheinander die automatische Seitenselektion durchzufÿhren. Dazu trennt der angesprochene Wagen Ÿber sein SteuergerŠt die entsprechenden Adern der UIC-Leitung auf und verschickt zu jedem der beiden Wagenenden Messages. Mit der EmpfangsbestŠtigung ist die Richtung, in der sich das Triebfahrzeug befindet, bestimmt. Nach der Erkennung des Triebfahrzeuges wird die UIC-Leitung des betreffenden Wagens wieder geschlossen und die Aussendung von Nachrichten eingestellt. Die berwachungsroutinen gewšhrleisten, da das Triebfahrzeug VerŠnderungen im Zugverband durch das An- bzw. Abkoppeln einzelner oder mehrerer Wagen er- 16

17 Verkehrstechnik kennt und im Rahmen eines Netzwerk-Managementes die Zustandserfassung fÿr die Zugeinheit stšndig aktualisiert. Bei Auftreten von bertragungsfehlern oder ãverlustò eines Wagens wšhrend der Fahrt, z.b. durch Auftrennen der UIC-Leitungskupplung, wird dieses Ereignis als Stšrungszustand auf dem FŸhrerstand des Triebfahrzeuges signalisiert. Bei Unterbrechung der DatenŸbertragung zum Triebfahrzeug erlischt die Statusanzeige am betreffenden SteuergerŠt und die TŸren werden, Stand des Zuges vorausgesetzt, automatisch zum ffnen freigegeben. Hierdurch ist auch gewšhrleistet, da bei abgestellten Wagen eine zwangslšufige TŸrentriegelung erfolgt. Energiesparschaltung Die ÔEnergiesparschaltung ESPSÕ ist fÿr die Modernisierung von Reisezugwagen der Deutschen Bahn AG bestimmt und soll den Energieverbrauch der Heizungs- und Klimaanlagen sowie die Logistik im Zeitraum der Einsatzvorbereitung optimieren. Die derzeitige Praxis sieht so aus, da abgestellte Zugeinheiten an die stationšre Spannungsversorgung der Bahnanlage angeschlossen werden und die Heizungs- bzw. Klimaanlagen der Wagen stšndig in Betrieb bleiben, um fÿr den nšchsten Einsatzzeitpunkt eine gewÿnschte Mindesttemperatur in den Fahrzeugen zu gewšhrleisten. Mit der ESPS wird erreicht, da in jedem Wagen individuell die Heizung erst dann automatisch eingeschaltet wird, wenn dies in AbhŠngigkeit vom Einsatzzeitpunkt, der Au enund Innentemperatur erforderlich ist. Feldversuche, die in den vergangenen Jahren bei der damaligen Bundesbahn durchgefÿhrt wurden, lassen Energieeinsparungen mit dem ESPS-System in der Grš enordnung von 20-30% erwarten. Das Energiesparsystem besteht aus der ESPS-Steuerung fÿr jeden Wagen und einem BediengerŠt je Zugeinheit. An das BediengerŠt kann wunschgemš ein DCF77-Empfangs-Modul (Funkuhr) zur Aktualisierung der Echtzeituhr des BediengerŠtes angeschlossen werden. Mit der ÔEnergiesparschaltungÕ werden folgende zugbezogene Funktionen erfÿllt: Manuelle Eingabe der Zugeinsatzzeit am BediengerŠt. Automatische Einschaltung der Heizungs- und Klimaanlagen zum Vorheizzeitpunkt. Fernein- und -ausschaltung der Heizungs- und Klimaanlagen aller Wagen Ÿber das BediengerŠt und von jeder beliebigen ESPS- Steuerung aus. Realisierung von Frostfreihaltungsfunktionen fÿr die Wassersysteme. Anzeigen am BediengerŠt: Aktuelle Uhrzeit und Datum, Einsatzzeit, Einsatzdatum, errechnete Vorheizdauer, aktuelle Innen- und Au entemperatur, Anzeige zur Versorgungsspannung, Anzeige DCF77-Empfang. Protokollierung von Eingaben der Einsatzzeit (Datum und Uhrzeit) sowie des spannungsfÿhrenden Zustandes des Bordnetzes (Datum und Uhrzeit) durch das BediengerŠt (100 DatensŠtze) und Mšglichkeit der Ausgabe dieser Diagnosedaten Ÿber eine Service-Schnittstelle. FŸr Bedienfunktionen und Klartextanzeigen ist das BediengerŠt mit einer vandalensicheren Piezo- Tastatur und einem LC-Display ausgestattet. Die Anordnung des BediengerŠtes soll vorzugsweise in der TŸr des Wagen-Schaltschrankes erfolgen. Eine NachrŸstung ist ohne gro en Aufwand mšglich. Die Bedienung und InformationsŸbermittlung erfolgt menuegefÿhrt. Ÿber das Anzeigemenue oder das Eingabemenue. Die ESPS-Steuerung errechnet die erforderlichen Vorheizdauer auf der Grundlage des empfangenen Wertes fÿr Au en -und Innentemperatur und vergleicht die Vorheizdauer mit der vom BediengerŠt gelieferten Angabe Ÿber die Zeitspanne, die bis zum Zugeinsatz verbleibt. Bei Erreichen des Vorheizzeitpunktes schaltet sie die Heizungs-/Klimaanlage ein. Weiter bietet sie die Mšglichkeit zur manuellen zugÿbergreifenden Ein- bzw. Ausschaltung aller Heizungs-/ Klimaanlagen von jeder beliebigen Steuerung aus. Hinsichtlich des Netzwerk-Managements und des Acknowlegde Service wurden die gleichen Lšsungsprinzipien angewendet wie beim Haltanforderungssystem. Info: Michael Hantke, Heinrich ThŸrmer Netcon Gesellschaft fÿr Netzwerkkomponenten mbh Ršdermark Tel.:

18 Schiffsautomation Vista Remote The direct access to your plant resources Vista Remote ist die Produktbezeichnung der Fa. STEIN SOHN fÿr anwendungsspezifische Systeme zur Fernbedienung von Aggregaten wie Pumpen, LŸftern, Ventilen usw. und Beleuchtungskreisen auf der Basis von Lon- Works. Nach Vista Refrige, der KŸhlcontainer- berwachungsanlage von STEIN SOHN ist somit ein weiterer Bereich der Schiffsautomation in die LonWorks-Technologie Ÿbertragen. Die ersten Anwendungen von Vista Remote als Beleuchtungs-Fernbedienung werden derzeit auf drei Passagierschiff-Neubauten der Meyer- Werft in Papenburg installiert. Der Ausgangspunkt... Auf vielen Schiffen der Welt ist die Automatisierungstechnik immer noch gepršgt von einer Vielzahl kleinerer, in sich abgeschlossener Systeme. Diese sind oftmals noch konventionell verkabelt und, falls die Anwendung es erfordert, mit kleinen Speicherprogrammierbaren Steuerungen realisiert. Die Bedienung dieser Systeme erfolgt meistens Ÿber Batterien von Schaltern und Meldeleuchten in den Kontrollpulten an einem oder mehreren Bedienorten. Viele Benutzer schwšren auf diese Bedienphilosophie, weil sie sich auf die wesentlichen Elemente der Bedienung - schon aus KostengrŸnden - beschršnkt. Im Ernstfall wei jeder, welchen Schalter er zu betštigen hat und wo die kritischen Meldungen signalisiert werden. Der Kostendruck, unter dem die Werften heute stehen, fÿhrt jedoch dazu, da immer komplexere, Ÿberwiegend zentrale Automationsanlagen zum Einsatz kommen. Hier werden, wie wir meinen zu Recht, Sicherheitsbedenken von den Betreibern ins Feld gefÿhrt. Der daraus resultierende Ruf nach redundanten Systemen verstummt jedoch schnell, wenn die Budgetierung solcher Anlagen aussteht. ZusŠtzlich bildet eine Vielzahl von Bildschirmen hšufig die BedienoberflŠche dieser Systeme und Ÿberflutet den Benutzer mit einer FŸlle, oftmals nebensšchlicher Detail-Informationen. - Welcher Techniker zeigt nicht gerne, was er alles kann?... Dies fÿhrt vermehrt zur Nachfrage nach herkšmmlichen BediengerŠten. Das Ziel: Kosten senken... Ziel der Entwicklung und AusfŸhrung von Vista Remote ist es, Bild 1: Typisches Systemlayout einer Fernbedienung von Aggregaten, realisiert mit Vista Remote 18

19 Schiffsautomation die Anlagen- und Verkabelungskosten der verschiedenen Systeme zur Fernbedienung von Aggregaten durch Einsatz moderner Feldbus- Technologie zu senken. Au erdem sollen die Betriebskosten der Anlagen durch Einsatz dezentraler, intelligenter Komponenten optimiert und die Betriebssicherheit durch funktionale Erweiterung und eine einfache Bedienbarkeit erhšht werden. Hierzu wurden auf der Basis der fÿr den Einsatz an Bord entwickelten CAMOS NET - Hardware-Baugruppen der Fa. STEIN SOHN ein Bedientableau-Knoten und ein Sensor-/Aktor-Knoten entwickelt, mit denen eine Vielzahl von fernbedienten Anwendungen realisierbar sind. (Siehe auch LNO-Brief Nr. 5 ãcamos NET - LonWorks goes on boardò) Mit nur zwei unterschiedlichen Systemkomponenten stellt Vista Remote die BedienoberflŠche, die physikalischen Ein- und AusgŠnge und die Mechanismen zur Befehls- Ÿbermittlung bereit. ZusŠtzlich wird auch die berwachung von ZustŠnden und Reaktionszeiten der angeschlossenen Aggregate sowie die Statusanzeige und Alarmierung bei Fehlverhalten vom System geleistet. Bedienung vereinfachen... Kennzeichnend fÿr Vista Remote ist die Verwendung von eher konventionell anmutenden, ÔdiskretenÕ Bedientableaus als Mensch-Maschine-Interface mit dem Ziel, dem Benutzer seine ãgeliebte, alteò Bedienphilosophie wiederzugeben. Die klare Zuordnung einzelner Taster/LED-Kombinationen fÿr die Bedienung und RŸckmeldung bestimmter Steuerkreise erlaubt, gegenÿber einer bildschirmgefÿhrten Fernbedienung, auch in Paniksituationen eine schnelle, direkte und damit sichere Bedienung. Dar- Ÿber hinaus bedingt diese Art der BedienoberflŠche die Aufteilung komplexer Anlagen in Ÿberschaubare Teilsysteme, wodurch die Systemtransparenz aus Benutzersicht erhšht wird. Dies ist insbesondere bei Systemen, die Ÿberwiegend von nicht PC-erfahrenen Benutzern bedient werden, von Wichtigkeit. Insbesondere Anlagen mit konkurrierenden oder alternativen Bedienorten lassen sich so vorteilhaft und kostengÿnstig mit Vista Remote realisieren. Bild 2: Bedientableau für max. 12 Aggregate oder Aggregatgruppen Ersatzteilhaltung reduzieren... Die zwei Grundbestandteile von Vista Remote sind das Bedientableau CAMOS NET - RCP 12 im 144x144 mm DIN-SchalttafelgehŠuse und der 100 mm breite I/O-Knoten CAMOS NET - DIO fÿr DIN-Schienenmontage oder Wandmontage in SchaltschrŠnken. Ein RCP 12 (siehe Bild 2) stellt die Bedien- und Anzeigeelemente fÿr 19

20 Schiffsautomation Vista Remote The direct access... bis zu 12 Steuerkreise bereit. Hierbei stehen fÿr jeden Steuerkreis ein frei beschriftbarer FlŠchentaster (26 x 12 mm) und drei - in der TasterflŠche - beschriftbare LEDs zur VerfŸgung. Der funktionale Zusammenhang zwischen optischer Meldung und Taster ist ausschlie lich softwareabhšngig. Die drei Ÿbergeordneten Bedientasten des RCP 12 (Bild 2 unten) dienen der EingabebestŠtigung, EingaberŸcknahme und der Alarmquittierung. Ein rÿckseitiger Summer dient der akustischen Alarmierung. Alle Anzeigeelemente sind Ÿber DoppelbetŠtigung der drei Ÿbergeordneten Bedientasten zusammen mit der Hintergrundbeleuchtung dimmbar. Der Anschlu der 24V- Versorgung und der Datenleitungen des Tableaus erfolgt Ÿber den steckbaren Busanschlu. Alle AnschlŸsse sind potentialgetrennt ausgefÿhrt. Der I/O-Knoten DIO (siehe Bild 3) stellt vier RelaisausgŠnge mit Wechselkontakt (250VAC / max. 8A) und vier optoentkoppelte SpannungseingŠnge (250VAC/DC / 2mA typisch) zur VerfŸgung. Die aktuellen Ein- und Ausgangsstati der einzelnen KanŠle werden softwaregesteuert auf lokalen LEDs abgebildet. Ein austauschbares, projektspezifisches Beschriftungsschild erleichtert das Auffinden von Knoten und einzelnen KanŠlen in SchaltschrŠnken. Alle AnschlŸsse zum Proze sind als Schraubklemmen ausgefÿhrt. Die 24V-Versorgung der lokalen ãknotenintelligenzò erfolgt Ÿber den steckbaren Busanschlu, fÿr die Relaisversorgung des I/O-Knoten ist eine separate 24VDC-Einspeisung vorgesehen. Alle EingŠnge, AusgŠnge und die Busankopplung sind untereinander potentialgetrennt ausgefÿhrt. Funktionalität erweitern... Zu den funktionalen Grundeigenschaften von Fernbedienungen mittels Vista Remote zšhlen neben einfachen Ein-/Aus- Bedienungen und dreistufigen (0-I-II) Ansteuerungen auch zeitabhšngige UmsteuervorgŠnge. Die gemeinsame Steuerung beliebiger Aggregate- Gruppen sowie das Starten und Stoppen von eigenstšndig ablaufenden RegelvorgŠngen oder Motorantrieben mit mechanischem Nachlauf sind realisierbar. ber die Funktionen der Fernbedienung hinaus wurde auch noch eine vollstšndige ZustandsŸberwachung der angeschlossenen Aggregate implementiert. Sowohl die Laufzeit von UmsteuerungsvorgŠngen, als auch die kontinuierliche bereinstimmung von Ist- und Sollzustand werden Ÿberwacht und im Fehlerfalle an den Bedientableaus optisch und akustisch mit Erstwertmeldung alarmiert. Weitere Funktionsmerkmale von Vista Remote sind: Bild 3: Digitaler I/O-Knoten mit 4 Ein- und 4 Ausgängen für 250V AC/DC SpannungsŸberwachung von DC oder AC Signalen mit wšhlbarem Netzfrequenzbereich ZŠhlerfunktion aller EingŠnge Dauerhafte Speicherung der letzten gÿltigen SteuerkanalzustŠnde im EEPROM WŠhlbare, vordefinierte Steuerfunktionen fÿr eine Vielzahl gšngiger Aggregatetypen WŠhlbares Verhalten der SteuerkanŠle nach Netzspannungs- Ausfall (gestaffelter Wiederanlauf, Ein/Aus/letzter Zustand) Diagnosemodus der I/O-Knoten fÿr den manuellen Test der angeschlossenen Aggregate mittels lokaler Bedientaster fÿr Service und Inbetriebnahme Alternative und konkurrierende Bedienorte mit Meldungssynchronisierung TableauŸbergreifende Dimmund Alarmquittierungsfunktionen an einem Bedienort kontinuierlicher Netzwerkscan auf die VerfŸgbarkeit aller zugehšriger I/O-Knoten durch die Bedientableaus Downloadmšglichkeit der Konfiguration der I/O-Knoten aus 20