Draadloos PROFIBUS in waterzuivering

Draadloze PROFIBUS-systeem voor bewegende installatie delen

Waterzuivering in de Beierse stad Schrobenhausen maakt gebruik van draadloos PROFIBUS

Optische verbindingen, sleepringen of sleepkabel – zijn de conventionele mogelijkheden voor het aansluiten van “mobiele componenten” binnen een PROFIBUS installatie. De centrale zuiveringsinstallatie in de Beierse stad Schrobenhausen maakt gebruik van een zeer onderhoudsvrij alternatief met een hoge beschikbaarheid voor de roterende schrapers en andere bewegende componenten. Zij maken gebruiken van het PROFIBUS draadloze systeem viBlu van Systeme Helmholz.

Waar mobiele of draaiende onderdelen, zoals draaitafels, transportsystemen of kranen in een PROFIBUS installatie worden geïntegreerd vraagt de bedrading om een complexe invulling. Veel worden dan gebruikt Sleepringen of kabeltrommels en deze zijn storingsgevoelig en vergen intensief onderhoud. Ook zijn de onderhoudskosten hoog.

Deze ervaring heeft ook de technische staf van de afvalwaterzuivering in de Beierse stad, bekend van de asperges, Schrobenhausen.

Hier wordt het afvalwater van ongeveer 19.000 inwoners gezuiverd. Jaarlijks resulteert dit in ongeveer 2 miljoen kubieke meter afvalwater. De besturing van het gehele systeem wordt uitgevoerd door een S7. Tot voor kort waren de bewegende delen, zoals de roterende schrapers, via sleepringen aan de automatiseringsoplossing gekoppeld. Op zoek naar alternatieven voor deze kosten-intensieve oplossing kwam men terecht bij het PROFIBUS draadloze systeem viBlu.

PROFIBUS draadloos systeeem viBlu

Met viBlu kan draadloos een koppeling gemaakt worden met gedistribueerde apparatuur. viBlu is te zien als een virtuele PROFIBUS-kabel. Afhankelijk van de lokale omstandigheden kunnen transmissie afstanden van meer dan 100 meter worden overbrugd.

De draadloze communicatie maakt gebruikt van de licentievrije 2,4 GHz-band en verloopt via Bluetooth. Hierbij worden de PROFIBUS-baudrates van 9,6 kbit/s tot 1,5 Mbit/s ondersteunt. De PROFIBUS-telegrammen worden via een gepatenteerde oplossing gecodeerd en via de draadloze verbinding verstuurd. De ontvanger pakt deze gecodeerde berichten weer uit en stuurt deze naar de gewenste PROFIBUS deelnemers. Eventuele aanwezige WLAN netwerken worden door de viBlu herkend en niet beïnvloed. Het zendvermogen kan worden aangepast om invloed van reflecties te voorkomen.

Het voordeel van viBlu is dat het compatibel is met de S7-controller. Het hoeft niet te worden geconfigureerd en de software hoeft niet aangepast te worden. De S7 ziet de viBlu communicatie volledig als een kabel. Een verandering in het S7 programma is ook niet nodig.

Master-slave-principe

De draadloze communicatie Viblu wordt opgebouwd met een master-module en verschillende slave-modules. Deze worden eenvoudig geconfigureerd met de meegeleverde parametreersoftware. De master en slave-modulen hebben beide hun eigen MAC-adres. Onderlinge beïnvloeding is hierdoor uitgesloten. Ook maakt dit een structuur van parallelle radioverbindingen mogelijk. Per draadloze PROFIBUS master kunnen tot maximaal zeven modules worden gekoppeld.

De master-module van viBlu wordt gevoed door een externe voeding met 24 V DC. Een 9-pins SUB-D-connector wordt gebruikt voor PROFIBUS-aansluiting. De geïntegreerde USB-interface wordt gebruikt voor de eenvoudige configuratie van de draadloze modules. De LED-indicatoren informeren de gebruiker over de status van de draadloze verbinding. De instellingen en informatie over de status kunnen ook in de CPU van de PLC worden weergegeven. Hiervoor wordt de meegeleverde functiebouwsteen gebruikt.

Geïmplementeerde oplossing met twee draadloze verbindingen

De draadloze PROFIBUS-oplossing in Schrobenhausen omvat twee draadloze slave-verbindingen, die met één gemeenschappelijke master-module viBlu 200 worden verbonden. Een radiaal antenne zorgt voor een juiste verbinding met de viBlu-slaves.

De eerste draadloze verbinding bedraagt ongeveer 60 meter. Hier wordt een viBlu-slave verbonden met twee PROFIBUS-slaves. De PROFIBUS-slaves geven waardes door over het slibniveau, gedrag van de motor en ook wordt de pomp aangestuurd. De tweede viBlu-slave bevindt zich op 80 meter en hier zorgen de PROFIBUS-slaves voor informatie over het slibniveau, zuurstofgehalte en de positie van de schraper.

Conclusie

Minder onderhoud en de hogere beschikbaarheid van het systeem waren voor de waterzuivering Schrobenhausen de argumenten voor het gebruik van het PROFIBUS-draadloze systemem viBlu. Een innovatieve en eenvoudige manier om de storingsgevoelige sleepringen, die eerder zorgden voor de communicatie met de bewegende apparaten, te vervangen voor het eenvoudige en robuuste viBlu systeem.