Phoenix Contact Axioline verteilte E/A und Bachmann M1 Profibus-Integration

Das Problem: Erweiterung der I/O-Kapazität in Altsystemen

Bachmann M1 Controller bieten hervorragende Rechenleistung für die Kraftwerksautomatisierung. Ihre native I/O-Erweiterung erfordert jedoch proprietäre Module, die zu Premiumpreisen erhältlich sind. Die Lösung: Integration von Phoenix Contact Axioline verteilten I/O über Profibus DP. Dieser Ansatz reduziert die Hardwarekosten um 40 % bei gleichzeitiger Beibehaltung der deterministischen Kommunikation. Überprüfen Sie zunächst, ob der Bachmann M1 das PROFIBUS-Mastermodul installiert hat. Das Bachmann DPM200 PROFIBUS DP Kommunikationsmodul unterstützt bis zu 125 Slave-Geräte bei 12 Mbps und wird direkt auf dem M1 Backplane montiert.

Zweitens wählen Sie das richtige Axioline-Mastermodul aus. Der Phoenix Contact AXL F PBProfi Master übernimmt die Protokollumsetzung zum Axioline Local Bus. Dieses Modul wird auf der DIN-Schiene neben Ihren Axioline I/O-Modulen montiert. Das Mastermodul benötigt eine externe 24V DC Stromversorgung mit 500mA. Verbinden Sie das Profibus-Kabel mit dem DB9-Stecker unter Verwendung der Standard-Profibus-Pinbelegung. Pin 3 ist RxD/TxD-P (grünes Kabel). Pin 8 ist RxD/TxD-N (rotes Kabel). Die Abschirmung wird an Pin 1 geerdet.

Konfiguration der Profibus-Netzwerkparameter

Konfigurieren Sie das Profibus-Netzwerk mit dem Bachmann Solution Configurator. Fügen Sie den Phoenix Contact AXL F PBProfi Master dem Hardwarekatalog hinzu. Weisen Sie ihm die Profibus-Adresse 1 zu. Stellen Sie die Bus-Baudrate auf 1,5 Mbps für einen zuverlässigen Betrieb über 100 Meter ein. Verwenden Sie 1,5 Mbps nur, wenn Ihre Kabellänge unter 100 Metern liegt. Für längere Strecken reduzieren Sie auf 500 kbps. Die maximale Kabellänge bei 1,5 Mbps beträgt 200 Meter mit korrekter Abschlusswiderstandsbeschaltung.

Drittens fügen Sie Axioline I/O-Module zur Station hinzu. Das AXL F DI8/3 DO8/3 Modul bietet 8 digitale Eingänge und 8 digitale Ausgänge. Weisen Sie ihm die Profibus-Adresse 2 zu. Das Konfigurationstool reserviert automatisch 2 Bytes Eingabedaten und 2 Bytes Ausgabedaten. Überprüfen Sie, ob diese Adressen mit der Variablenzuordnung im M1-Programm übereinstimmen. Das digitale Eingangszustandswort wird auf %IX1.0 bis %IX1.7 abgebildet. Das digitale Ausgangswort wird auf %QX2.0 bis %QX2.7 abgebildet.

Darüber hinaus konfigurieren Sie analoge Eingabemodule zur Prozessüberwachung. Das AXL F AI4 I U Modul verarbeitet 4-20mA- und 0-10V-Signale. Weisen Sie ihm die Profibus-Adresse 3 zu. Konfigurieren Sie den Messbereich in der GSD-Datei. Für 4-20mA-Eingänge stellen Sie den Eingangsfilter auf 50 Hz ein, um Störungen zu reduzieren. Die Rohwertauflösung beträgt 12 Bit. Skalieren Sie die Ingenieureinheiten im M1-Programm mittels linearer Interpolation. Verwenden Sie die Formel: Wert = (Rohwert − 6554) / 3276,8 für 4-20mA-Bereiche.

Überprüfung der Kommunikation und Tipps zur Fehlerbehebung

Verwenden Sie die Bachmann DPM200 Diagnose-LEDs zur Überprüfung der Profibus-Kommunikation. Das Modul verfügt über grüne und rote Status-LEDs. Eine dauerhaft grüne LED zeigt den Normalbetrieb an. Eine blinkende rote LED bedeutet, dass keine Slaves antworten. Prüfen Sie die Abschlusswiderstände an beiden Enden des Profibus-Kabels. An jedem Ende ist ein 390-Ohm-Widerstand zwischen den A- und B-Leitungen erforderlich. Die Widerstände sind üblicherweise im letzten Gerät des Busses integriert.

Viertens verwenden Sie die Phoenix Contact Wartungssoftware zur Diagnose der Axioline-Module. Verbinden Sie sich per USB mit dem AXL F PBProfi Master. Die Software zeigt pro Modul Diagnosedaten einschließlich Kommunikationsfehlern und Versorgungsstatus. Hohe Fehlerzahlen deuten auf Kabelprobleme oder elektromagnetische Störungen hin. Verlegen Sie das Profibus-Kabel in Metallrohren, fern von Frequenzumrichter-Motorleitungen. Der Mindestabstand bei paralleler Verlegung über mehr als 10 Meter beträgt 300 mm.

Fünftens führen Sie eine zyklische Redundanzprüfung (CRC) des Profibus-Telegramms durch. Der M1 Controller protokolliert alle CRC-Fehler mit Zeitstempel. Eine CRC-Fehlerrate über 0,1 % weist auf Hardwareprobleme hin. Ersetzen Sie das Profibus-Kabelsegment zwischen dem fehlerhaften Slave und seinem vorgelagerten Nachbarn. Verwenden Sie ausschließlich Profibus-zugelassenes Kabel mit 135-Ohm-Wellenwiderstand. Generische Ethernet-Kabel erfüllen die elektrischen Spezifikationen nicht.

Fazit und Handlungsempfehlung

Integrieren Sie daher Phoenix Contact Axioline mit Bachmann M1 über das PROFIBUS DP-Protokoll für eine kosteneffiziente I/O-Erweiterung. Installieren Sie zuerst das Bachmann DPM200 PROFIBUS DP Modul und weisen Sie ihm die Adresse 1 zu. Montieren Sie zweitens Axioline Master- und I/O-Module auf der DIN-Schiene mit entsprechender Stromversorgung – mindestens 500 mA für den AXL F PBProfi Master. Drittens konfigurieren Sie die Busparameter im Solution Configurator mit der korrekten Baudrate entsprechend der Kabellänge: 1,5 Mbps für Strecken unter 100 m, 500 kbps für längere Distanzen. Viertens überprüfen Sie die Abschlusswiderstände (390 Ohm) an beiden Busenden. Fünftens nutzen Sie Diagnose-LEDs und Phoenix Contact Software zur Fehlerisolierung. Halten Sie schließlich ein Ersatzmodul AXL F PBProfi Master auf Lager – die mittlere Ausfallzeit beträgt etwa 50.000 Stunden, aber ein Ersatz minimiert Ausfallzeiten bei Hardwarewechseln.