Multifunktionscontroller Kostengünstige Alternative zur SPS

Autor / Redakteur: Uwe Glockmann* / Johann Wiesböck

Mit dem Multifunktionscontroller hat HESCH einen flexiblen Regler entwickelt, der eine kostengünstige Alternative zur vollwertigen SPS darstellt, aber deutlich mehr bietet als ein Standardregler.

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Der Multifunktionscontroller von HESCH ist eine Alternative im Bereich der intelligenten Regler und Ablaufsteuerungen.
Der Multifunktionscontroller von HESCH ist eine Alternative im Bereich der intelligenten Regler und Ablaufsteuerungen.
(Bild: HESCH Industrie-Elektronik GmbH)

In allen Bereichen der Industrie werden Ablaufsteuerungen benötigt. Zeitgleich gilt es, verschiedene Nebenprozesse zu regeln. So müssen zum Beispiel in Abhängigkeit vom Temperaturverlauf Pumpen gesteuert, Medien gewechselt oder Ofentüren verriegelt werden. Der übliche Weg in Prozessen mit Individuallösungen für Temperaturregelungen und Ablaufsteuerungen führte in der Vergangenheit zwangsläufig fast immer über die Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS). Das setzt jedoch nicht nur hohe Anschaffungskosten voraus, sondern auch spezifische Programmierkenntnisse.

Für viele Unternehmen ist es aber zu aufwändig und zu teuer, bei jeder Inbetriebnahme oder Prozessoptimierung einen oft externen Programmierer einzusetzen. Als Alternative zu teuren SPS-Anlagen bietet der Automatisierungsexperte HESCH eine Reglerplattform für Industrieprozesse an, die sich für weit mehr als nur den Einsatz in Thermoprozessen eignet: den Multifunktionscontroller HE 5697 MFC.

Komplexe Ablaufsteuerungen selbst erstellen

Das Unternehmen aus Neustadt bei Hannover entwickelt bereits seit den 70er-Jahren erfolgreich Produkte der Mess-, Steuer- und Regeltechnik für industrielle Temperaturanwendungen. Zum Einsatz kommen die Hard- und Softwarelösungen des Automation-Partners beispielsweise in der Heizungstechnik, Wellness-/Saunatechnik, in Großküchen, sowie in der kunststoffverarbeitenden Industrie.

Der Multifunktionscontroller – oder kurz MFC – von HESCH lässt sich in Gefriergeräten, Schmelz- oder Warmhalteöfen ebenso einsetzen wie auch als Prozessrechner oder in der Pumpensteuerung. Im Gegensatz zu herkömmlichen Temperaturreglern kann der MFC auch komplexe Abläufe in der Prozessindustrie steuern.

„Der Multifunktionscontroller ist nicht nur eine moderne Reglerplattform“, sagt Werner Brandis, Geschäftsführer von HESCH. „Er bietet gleichzeitig auch die Möglichkeit, komplexe Ablaufsteuerungen selbst zu erstellen.“ Der MFC kann mehrere Prozesse gleichzeitig regeln und unterstützt nahezu alle gängigen Verfahren der Prozessindustrie, wie zum Beispiel Begrenzungs-, Verhältnis- oder Kaskadenregelung.

„Mit unserem Multifunktionscontroller können Verfahrenstechniker ihre Abläufe selbst erstellen und steuern – und das, ohne einen Quellcode schreiben zu müssen“, erklärt Brandis. Prozesse lassen sich jederzeit kostenneutral anpassen, optimieren und weiterentwickeln. Dies senkt die Kosten und den Ressourcen-Aufwand; außerdem bleibt wertvolles Prozess-Knowhow im Haus. Ein zeitgemäßes Bedienkonzept und Frontend in Verbindung mit einem leistungsfähigen Rechnerkern sorgt für Flexibilität bei der Gestaltung der Steuerungsabläufe. Die Funktionsblöcke stellt HESCH in Bibliotheken zur Verfügung.

Applikationserstellung einfach gemacht

Diese Bausteine können im EasyTool MFC, der PC-Software zum Gerät, per Drag and Drop zum gewünschten Prozessablauf zusammengestellt und verdrahtet werden. Mit dem Tool lassen sich benutzerdefinierte Bedienseiten, Programmabläufe und Applikationen erstellen. Damit diese zunächst getestet werden können, bevor sie live geschaltet werden, bietet das Tool auch eine Simulationsfunktion. Die Online-Darstellung von Prozesswerten unterstützt dabei nicht nur den Programmtest, sondern sorgt auch für eine reibungslose Inbetriebnahme der Reglerplattform.

Am PC lassen sich die Bausteine aus Funktionsblockbibliotheken per Drag & Drop zum gewünschten Prozessablauf zusammenstellen.
Am PC lassen sich die Bausteine aus Funktionsblockbibliotheken per Drag & Drop zum gewünschten Prozessablauf zusammenstellen.
(Bild: Tsiumpa - Fotolia)

Beinhaltete die EasyTool MFC bislang ausschließlich deutsche Texte, ist in der veröffentlichten Version 1.5 nun erstmals auch die Sprachumschaltung in 20 unterschiedliche Ländersprachen möglich. Drei weitere Funktionen, die HESCH bereits in der Vorgängerversion eingeführt hatte, erleichtern die Arbeit zusätzlich: Mit dem Data Logger kann der Anwender auf dem Gerät gespeicherte Logdaten in EasyTool MFC laden und diese auf den PC als CSV-Datei exportieren. So lassen sich die Prozessdaten lokal sichern sowie übersichtlich in Tabellenform betrachten und analysieren. Die neue Blocksuche zeigt jetzt alle im Projekt verwendeten Blöcke übersichtlich in einer Baumstruktur an. Sie sind zudem nach Typ oder Namen durchsuchbar.

Der Multifunktionscontroller von HESCH stellt eine Alternative im Bereich der intelligenten Regler und Ablaufsteuerungen dar.
Der Multifunktionscontroller von HESCH stellt eine Alternative im Bereich der intelligenten Regler und Ablaufsteuerungen dar.
(Bild: HESCH Industrie-Elektronik GmbH)

Dies ist besonders bei größeren und komplexeren Projekten hilfreich, die unter Umständen unübersichtlich werden. Die Funktion Querverweise schließlich zeigt alle Quellen mit ihren zugeordneten Senken sowie HMI-Variablen mit ihren zugeordneten Controls an. Ein Mausklick auf ein Element bringt den Anwender direkt zur Position des Elements im Funktionsplan beziehungsweise im Editor. Anwender können die Software „EasyTool MFC“ kostenlos unter www.multifunktionscontroller.de herunterladen und zeitlich unbegrenzt testen.

Sparsamer und dennoch schneller Prozessor

Der HESCH-Multifunktionscontroller eignet sich als Lösung für jede denkbare Anwendung im Bereich der industriellen (Thermo-)Prozesse mit Ablaufsteuerung.
Der HESCH-Multifunktionscontroller eignet sich als Lösung für jede denkbare Anwendung im Bereich der industriellen (Thermo-)Prozesse mit Ablaufsteuerung.
(Bild: Pavel Losevsky - Fotolia)

Das Schalttafeleinbaugehäuse des MFC hat mit den Maßen 98 mm x 98mm x 115 mm ohne Stecker eine geringe Bautiefe, was zu einer erheblichen Platzersparnis im Schaltschrank führt. Dank Schutzart IP65 ist das Gerät staubdicht und hält frontseitig auch Strahlwasser und nassen Umgebungen stand. Der Controller ist auf einen Temperaturbereich von 0 bis 55 °C ausgelegt.

Die Bedienung und die Anzeige der Werte erfolgen über ein resistives 3,5“-Touch-Display. Auf der Frontseite des Gerätes befinden sich außerdem vier frei programmierbare Funktionstasten sowie zwei LEDs für Zustandsanzeigen. Ein galvanisch getrennter Mikro-USB-Port sorgt an der Gerätefront für einen sicheren Datentransfer.

Der HESCH MFC ist universell einsetzbar sowohl für einfache als auch für komplexe Regelungskonzepte. Auch als Prozessrechner ist er eine passende Wahl.
Der HESCH MFC ist universell einsetzbar sowohl für einfache als auch für komplexe Regelungskonzepte. Auch als Prozessrechner ist er eine passende Wahl.
(Bild: Kochneva Tetyana - shutterstock.com)

Mit dem ARM Cortex A8 (600 MHz) verfügt der intelligente Regler über eine sparsame und dennoch leistungsfähige CPU, die Industrieanwendungen gerecht wird. Zudem ist der Multifunktionscontroller mit einer netzausfallgepufferten Echtzeituhr ausgestattet; als Massenspeicher für Logdaten stehen intern 2 GB zur Verfügung. Der Controller bietet darüber hinaus vielfältige Kommunikationsmöglichkeiten via PROFINET, PROFIBUS, Modbus, CAN-Bus, oder HPR-Bus. Weitere Protokolle können auf Anfrage bedient werden.

Galvanisch getrennte Ein- und Ausgänge

Auf der Rückseite des Multifunktionscontrollers befinden sich Steckplätze für zwei I/O-Karten. Um Messwertverfälschungen durch eventuelle Potentialdifferenzen zu vermeiden, sind die I/Os auf galvanisch getrennten „Potentialinseln“ mit einer hohen Trennspannung angelegt.
Auf der Rückseite des Multifunktionscontrollers befinden sich Steckplätze für zwei I/O-Karten. Um Messwertverfälschungen durch eventuelle Potentialdifferenzen zu vermeiden, sind die I/Os auf galvanisch getrennten „Potentialinseln“ mit einer hohen Trennspannung angelegt.
(Bild: HESCH Industrie-Elektronik GmbH)

Auch was die Ein- und Ausgänge angeht, ist der Multifunktionscontroller nicht nur flexibel, sondern auch sicher konzipiert. Auf der Rückseite des Gerätes befinden sich Steckplätze für zwei I/O-Karten. Um Messwertverfälschungen durch eventuelle Potentialdifferenzen zu vermeiden, sind die I/Os auf galvanisch getrennten „Potentialinseln“ mit einer hohen Trennspannung angelegt. Die I/O-Karten des Reglers verfügen über jeweils zwei Universaleingänge, Normsignaleingänge und Analogausgänge sowie sechs Digitalanschlüsse.

Anwender können die sechs digitalen Ports einzeln als Ein- oder Ausgang konfigurieren, zwei davon optional als schneller Zählereingang. Die Analogeingänge verfügen über je zwei Kanäle für Temperaturmessungen, die Analogausgänge sind mit einem Spannungs- und einem Stromausgang ausgestattet. Der Controller lässt sich mit Wechselspannung (100…240 VAC) oder Gleichspannung (24 VDC) betreiben.

Bei Bedarf lassen sich die I/Os auch mit dem HIMOD-System von HESCH erweitern. Zudem lässt sich der MFC an den Modbus-Koppler HE 5813, den Ethernet-Koppler HE 5814, den CAN-Buskoppler HE 5811 oder das Powermodul HE 5850 über HPR Bus für kurze Distanzen anbinden. Dies ermöglicht die Anwendung außerhalb des Schaltschranks sowie die Anbindung mehrerer Knoten.

Trotz steigender Komplexität den Überblick bewahren

Mit dem MFC reagiert HESCH auf den Trend in der Automatisierung, die Steuerungstechnik intuitiver und leichter zugänglich zu gestalten. Mächtige und dennoch komfortable Software wie EasyTool MFC ermöglichen, ohne tiefgehende Kenntnisse von Programmiersprachen Programmabläufe und Applikationen zu erstellen.

„Die Steuerungselektronik der Zukunft zeichnet sich durch transparente Prozesse aus, die durch automatische Datenerfassung und Auswertung realisiert wird – und das bei einer hohen Verarbeitungsgeschwindigkeit“, so Werner Brandis. Gerade im Hinblick auf die Vernetzung der Fabrik im Sinne von Industrie 4.0 müssten auch komplexe Abläufe für den Anlagenbetreiber jederzeit steuerbar sein, betont er.

Abgrenzung zum Standardcontroller

Bislang gab es auf dem Reglermarkt kein Gerät, das Verfahrenstechnikern die Möglichkeit bot, eine komplexe Ablaufsteuerung entsprechend seines Denkens in Funktionsblöcken in eine Prozesssteuerung umzusetzen und einfach in den Regler einzubringen ohne Programmierkenntnisse vorauszusetzen. Genau hier setzt HESCHs Multifunktionscontroller an. Darüber hinaus ist beim MFC das HMI und die Steuerung integriert. Das ist bei Standard-Lösungen getrennt.

Starter-Set und kundenspezifische Lösungen

HESCH bietet den Multifunktionscontroller auch in einem Starter-Set (1500 €) an, das neben dem Controller selbst eine Kommunikationskarte für Ethernet und RS485 sowie eine E/A-Karte mit zahlreichen analogen und digitalen Ein- bzw. Ausgängen enthält. Der Koffer umfasst außerdem ein USB-Verbindungskabel, einen USB-Stick mit der PC-Software EasyTool MFC und einen USB-Dongle mit Lizenz zur Datenübertragung vom PC an den Controller.

Auf Anfrage sind zudem kundenspezifische Lösungen erhältlich, die HESCH an die individuellen Anforderungen industrieller Prozesse anpasst.

* Uwe Glockmann ist Vertriebsleiter bei der HESCH Industrie-Elektronik GmbH in Neustadt.

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