FDT-Technologie für Messverstärker
- Kern der FDT-Technologie sind die so genannten Device Type Manager (DTM), die als Treiber eine standardisierte Schnittstelle zur Verfügung stellen.
Im Jahr 2003 wurde die FDT Group durch mehrere namhafte Unternehmen aus der Automatisierungsbranche gegründet, um eine gemeinsame Kommunikations- und Konfigurationsschnittstelle für Feldgeräte in der Automatisierungstechnik zu schaffen. Inzwischen gibt es die so genannten DTM, die als Gerätetreiber in dieser Technologie eine entscheidende Rolle spielen, für tausende von verschiedenen Feldgeräten – unter anderem auch für die digiCLIP-Messverstärker von HBM.
Die Field-Device-Tool-Technologie (FDT) soll für ein einheitliches Parametrieren von verschiedenen Feldgeräten unterschiedlicher Hersteller sorgen. Im Wesentlichen handelt es sich hierbei um eine Schnittstellendefinition, die den Engineeringprozess in der Automatisierungstechnik vereinfachen soll. Kern der Technologie sind die so genannten Device Type Manager (DTM), die als standardisierte Treiber vom Hersteller der Feldgeräte zur Verfügung gestellt werden.
Aufgrund der einheitlichen Schnittstelle ist es möglich, beliebige Geräte mit nur einem Tool in ein System zu integrieren – unabhängig von Hersteller oder Feldbusprotokoll. Einzig ein entsprechender DTM muss mit dem jeweiligen Gerät zur Verfügung gestellt werden. In gewisser Weise ähnelt dies dem aus der PC-Welt bekannten Plug&Play-Konzept, wo zu jedem Gerät, beispielsweise einem Drucker, ein Treiber mitgeliefert wird, mit dem sich das Gerät vom Betriebssystem aus ansprechen lässt.
FDT auch für die Messtechnik
- Über den DTM lassen sich sämtliche Funktionen des Messverstärkers parametrieren, eine Gerätediagnose durchführen und auch beispielsweise ein Linienschreiber realisieren.
Für seinen Messverstärker digiCLIP hat der Messtechnik-Spezialist HBM jetzt einen entsprechenden DTM entwickelt und stellt diesen den Anwendern zur Verfügung. Die digitalen Messverstärker eignen sich speziell für Automatisierungsanwendungen im industriellen Umfeld. Die Module zeichnen sich durch eine störsichere und stabil arbeitende Messtechnik mit sehr gute Messqualität aus. Messgrößen wie Kraft, Dehnung, Drehmoment und Druck werden mit den Trägerfrequenzmodulen störsicher und zuverlässig gemessen.
Zur Kommunikation mit einem übergeordneten Automatisierungs- oder Leitsystem hat jedes Modul eine Profibus-DP-Schnittstelle, über die Parametrierung, Messwerterfassung, Ferndiagnose und Backup erfolgen kann. Die Module verfügen über einen internen digitalen Signalprozessor, der aus den Messsignalen praxistaugliche Kenngrößen, wie Grenz- und Momentanwerte oder Spitzenwerte, berechnet.
Selbst zeitkritische Überwachungsfunktionen können im Messverstärker selbst implementiert werden (z. B. gleitende Mittelwertbildung der Messsignale) und entlasten somit die übergeordnete Steuerung und das Automatisierunsdsystem.
Diese leistungsstarke Signalkonditionierung enthält außerdem eine Selbstüberwachung und entlastet damit die nachfolgenden Automatisierungssysteme. Damit lassen sich dezentrale Strukturen, wie sie heute in der Automatisierungstechnik häufig gefordert werden, sehr einfach verwirklichen.
Mit der FDT-Technologie lassen sich die Messverstärker zusammen mit anderen Feldgeräten zentral, beispielsweise aus einer Leitwarte heraus, parametrieren und verwalten. Gleichzeitig können auch aktuelle Daten ausgelesen und in einem übergeordneten System visualisiert werden. Damit ist ein modernes Asset-Management einer kompletten Anlage möglich, bei dem die Feldgeräte parametriert, Messwerte visualisiert und Geräteeinstellungen zentral verwaltet werden.
Über eine Internet-Anbindung stehen diese Funktionen beispielsweise über ein VPN zur Verfügung. Damit lassen sich Fernwartungskonzepte mit weltweitem Zugriff sehr einfach realisieren.
Der DTM für den Messverstärker, der mit jedem Gerät kostenlos zur Verfügung gestellt wird, ist optimal auf das Gerät abgestimmt und unterstützt sämtliche spezifische Funktionen des Messverstärkers.
Ideale Lösung für Druckmaschinen
- Bei Rotationsdruckmaschinen sorgen die digitalen Messverstärker dafür, dass die Papierbahn stets die korrekte Spannung aufweist.
Die vielen Vorteile, die die FDT-Technologie für den Messverstärker digiCLIP dem Anwender bieten, kann eindrucksvoll am Beispiel des Druckmaschinenherstellers Koenig & Bauer demonstriert werden. In den Rotationsdruckmaschinen des weltweit tätigen Unternehmens ist eine Regelung integriert, die dafür sorgt, dass die Papierbahnspannung stets im optimalen Bereich bleibt.
Dadurch wird verhindert, das Falten oder Knicke auftreten oder das Papier sogar im schlimmsten Fall reist. Gemessen wird diese Papierbahnspannung an so genannten Leitwalzen innerhalb der Druckmaschine.
Die Wellenzapfen, auf denen die Leitwalze gelagert ist, werden dazu mit Dehnungsmessstreifen (DMS) versehen. Diese erzeugen ein Signal, wenn sich der Wellenzapfen durch die Kraft, die die Papierbahn auf die Leitwalze überträgt, verformt. Die Anschlüsse der beiden Wheatstoneschen Vollbrücken sind parallel an einen Signalverstärker angeschlossen.
Dadurch werden die Signale der Dehnungsmessstreifen beider Wellenzapfen gemittelt und der Signalverstärker liefert ein Ausgangssignal, das für die anschließende Regelung verwendet wird. Als Stellglieder des Regelkreises dienen die Servoantriebe der Zugwalzen an der Papierzuführung und nach den Druckwerken, die das Papiers durch die Maschine transportieren.
Das Antriebs- und Steuerungskonzept der Rotationsdruckmaschinen wurde von Koenig & Bauer komplett neu gestaltet. Statt bisher die Steuerung auf Antriebsregler und SPS zu verteilen, verwendet das neue Steuerungskonzept so genannte Motion Logic Controller (MLC) von Bosch Rexroth.
Die Kommunikation zu den Antrieben erfolgt dabei über Sercos, die übrigen Feldgeräte werden über Profibus DP angebunden. Die Kommunikation mit der Leitebene, die auf PC-Technik basiert, geschieht über Ethernet. Im Zuge der Umstellung werden für die Bahnspannungsmessung Messverstärker vom Typ digiCLIP DF30DP eingesetzt.
Diese liefern einen absoluten Kraftwert, der zusammen mit den bekannten geometrischen Größen, wie Papierbahnbreite und Umschlingungswinkel der Leitwalze, direkt in eine auf die Papierbahnbreite bezogene Bahnspannkraft umgerechnet werden kann. Der größte Vorteil bei dieser Technik liegt darin, dass keine aufwändige mechanische Kalibrierung des Systems notwendig ist.
Da die Messverstärker über eine Profibus-DP-Schnittstelle verfügen, lassen sie sich sehr einfach in das übergeordnete Steuerungskonzept der Druckmaschinen integrieren. Ein weiter Vorteil des neuen Systems ist die einfache Möglichkeit zur Fernwartung.
Auch hier passen die digitalen Messverstärker optimal in das Konzept. Die Parameter der Regelung zur Papierbahnspannung lassen sich jederzeit von der übergeordneten Steuerung auslesen. Damit kann auch auf die Regelung der Papierbahnspannung per Fernwartung zugegriffen werden.
Vielfältige Anwendungen im Maschinen- und Anlagenbau
Die FDT-Technologie für die digitalen Messverstärker bieten natürlich auch in anderen Anwendungen Vorteile. Eine typische Applikation ist der Einsatz in der digitalen Wägetechnik.
Hier werden in Anlagen häufig die Mengen von Stoffen mit Waagen bestimmt. Das Spektrum reicht dabei von kleinen Mengen, zum Beispiel beim Dosieren in der chemischen Industrie, bis hin zu großen Mengen, wie sie beispielsweise bei der Abfüllung in Siloanlagen vorkommen.
Auch zur Lastüberwachung in Containerbrücken oder bei der Rohrüberwachung in chemischen Anlagen kommen die Messverstärker mit FDT-Technologie zum Einsatz.
Allen Anwendungen ist gemein, dass durch die Verwendung der FDT-Technologie das Engineering entscheidend vereinfacht wird. Über den DTM für den Messverstärker digiCLIP lassen sich alle Funktionen einfach und schnell parametrieren. Der Zeitgewinn schlägt sich natürlich direkt in entsprechenden Kostenvorteilen nieder. Aber nicht nur im Engineering bietet die FDT-Technologie Vorteile.
Auch eine bedarfsorientierte Wartung (Asset-Management) von Komponenten lässt sich damit realisieren. Dies führt zu einer erhöhten Verfügbarkeit der entsprechenden Anlagen, wobei gleichzeitig der Wartungsaufwand reduziert werden kann.
Der DTM wird mit sämtlichen digiCLIP-Messverstärkern kostenlos mitgeliefert und kann bei Bedarf auch über die HBM-Website herunter geladen werden.
digiCLIP
Modularer Messverstärker für das industrielle Umfeld