Schnittstellen-Module

Ein Feldbus ist ein Bussystem, das in einer Anlage Feldgeräte, zum Beispiel Messfühler (Sensoren) und Stellglieder (Aktoren) zu Kommunikationszwecken mit einem Automatisierungsgerät verbindet. Feldbusse können vergleichsweise kleine Datenmengen schnell und zuverlässig über grosse Entfernungen übertragen. Normierte Protokolle definieren, wer (Kennung) wann (Initiative) welches Signal (Messwert, Befehl) sendet, wenn eine Leitung von mehreren Kommunikationsteilnehmern gleichzeitig verwendet wird. Da weltweit auch ältere Anlagen in grosser Zahl weiterhin betrieben werden, gibt es eine grosse Vielfalt unterschiedlicher Protokolle und Standards, die miteinander kombiniert werden müssen.

Auch EtherCAT nutzt das Master-Slave-Prinzip, geht jedoch bei Übertragung und Auswertung der Datenpakete anders vor: Statt bei jeder Anschaltung das Ethernet-Datenpaket erst zu empfangen, dann zu interpretieren und schliesslich die Prozessdaten zu kopieren, werden bei EtherCAT die Ausgangsdaten im Durchlauf des Telegramms durch das Slave-Gerät entnommen und die Eingangsdaten eingefügt. Die Verzögerung des Telegramms beträgt dabei nur wenige Nanosekunden. Die Nutzdatenrate wird dabei auf über 90 Prozent gesteigert, da ein Ethernet-Frame in Sende- und Empfangsrichtung gleichermassen die Daten vieler Teilnehmer erreicht. Zudem werden die Vollduplex-Eigenschaften des 100BASE-TX-Standards voll ausgenutzt und hohe effektive Datenraten erzielt.

Konverter oder Wandler setzen verschiedene Schnittstellen auf andere Standards um. Sie ermöglichen damit die Kommunikation zwischen Geräten mit unterschiedlichen Anschlüssen, die ohne Konverter nicht miteinander kompatibel sind, beispielsweise zwischen einem Gerät mit RS485-Schnittstelle, etwa einem Messgerät, mit einem Gerät mit USB-Schnittstelle, etwa einem Computer. So können die Messergebnisse des Messgeräts auf den Computer übertragen werden.

Zunächst einmal sollten Sie sich darüber klarwerden, was Ihr Schnittstellenmodul alles können soll. Welche Anschlüsse haben Ihre vorhandenen Geräte, welche Anschlüsse werden benötigt, welche Funktionen soll das Zusatzmodul mitbringen? Vielfach sind auch die Abmessungen ein wichtiges Auswahlkriterium, auf das Sie achten sollten.

Überprüfen Sie anhand der technischen Daten, welche Schnittstellenmodule des gewünschten Typs die Anforderungen für Ihren Einsatzzweck erfüllen. Welche Betriebsspannung ist erforderlich, für welchen Betriebstemperaturbereich muss das Schnittstellenmodul geeignet sein, ist die Übertragungsgeschwindigkeit für Ihren Einsatzzweck ausreichend? Einige Gerätetypen sind darauf ausgelegt, mit verschiedenen Spannungen betrieben zu werden, etwa mit 12 VDC und mit 24 VDC, in der Regel müssen Sie jedoch den richtigen Spannungstyp wählen. Bedenken Sie, wenn Sie den Betriebstemperaturbereich bestimmen, dass viele Geräte sich im Betrieb stark erwärmen können! Eine Maximaltemperatur von 50 °C ist da schnell erreicht.

Achten Sie auch darauf, dass sich das neue Interface-Modul auch nach dem Einbau noch gut erreichen und bedienen lässt, um ein Abknicken der Leitungen zu verhindern.