Wie man Gut/Schlecht über 24V-Digital-E/A (4-in / 4-out) an eine SPS sendet.

Warum Gut/Schlecht über diskrete E/A statt über einen Feldbus senden?

Für ein einfaches Gut/Schlecht-Ergebnis sind vier diskrete 24V-Ausgänge der zuverlässigste und schnellste Weg, die Entscheidung an eine SPS zu übergeben. Es gibt keine Tag-Datenbank abzubilden, keine Protokoll-Konfigurationsdatei und kein Gateway: Ein Ausgang geht hoch, die SPS-Eingangskarte liest ihn, und die Linie handelt. Ein Feldbus verdient seinen Platz, wenn das Ergebnis mehr als ein Bit trägt, aber für eine Ja/Nein-Entscheidung ist diskrete E/A meist der kürzere und besser diagnostizierbare Pfad.

Die Einheit stellt 4 Eingänge und 4 Ausgänge mit 24V bereit, dem Standard-Signalpegel für die industrielle Steuerung, beschrieben in IEC 61131-2. Weil das Signal eine schlichte Spannung auf einer Ader ist, kann jede SPS mit einer Digitaleingangskarte es lesen, was diskrete E/A zur einen Integrationsmethode macht, die an jeder Steuerung funktioniert, unabhängig von Marke oder Alter. Adente Vision ist eine Edge-KI-Einheit für die visuelle Inspektion, entwickelt von ADENTE Advanced Engineering Technologies innerhalb der Aden Group und vertrieben über Automatisierungs-Systemintegratoren, und die 24V-E/A ist das Erste, was ein Integrator verdrahtet, wenn die Prüfung ein einzelnes Gut/Schlecht ist.

Wie bilden Sie vier Eingänge und vier Ausgänge ab?

Ein Aufbau mit vier Ausgängen und vier Eingängen deckt einen vollständigen Handshake ab. Eine gängige Zuweisung nutzt die Ausgänge für Gut, Schlecht, Bereit und Störung, und die Eingänge für Trigger, Modus- oder Rezeptwahl und Quittierung. Das gibt der SPS sowohl das Ergebnis als auch den Zustand der Einheit, und gibt der Einheit den Trigger und das Zurücksetzen, die sie von der Linie braucht, alles auf einer Handvoll Adern.

Die genaue Zuweisung wird bei der Inbetriebnahme zur Zelle passend gesetzt, aber das Muster unten ist das, auf das sich die meisten Prüf-Handshakes einigen. Bereit und Störung sind so wichtig wie Gut und Schlecht: Sie sagen der Steuerung, ob sie dem Ergebnis überhaupt trauen soll, sodass die Linie halten kann, statt blind zu laufen, wenn die Einheit nicht prüffähig ist.

Wie funktioniert das Timing an einer bewegten Linie?

An einer bewegten Linie ist die Sequenz Trigger hinein, prüfen, Ergebnis hinaus, und das Timing muss in die Lücke zwischen dem Prüfpunkt und dem Punkt passen, an dem die Linie auf das Ergebnis handelt. Die Einheit nimmt an einem Trigger-Eingang auf, führt die Inferenz in rund 30 ms als gemessenes Feldergebnis aus und setzt den Gut- oder Schlecht-Ausgang. Ob das schnell genug ist, hängt von Fördergeschwindigkeit und Abstand zur Ausschleusung ab, was eine anwendungsspezifische Messung statt einer festen Zahl ist.

Drei Details halten den Handshake bei Geschwindigkeit zuverlässig. Der Schlecht-Ausgang ist verriegelt, sodass er hoch bleibt, bis die SPS ihn quittiert oder das Teil den Ausschleuspunkt passiert, was bedeutet, dass ein langsamerer SPS-Zyklus keinen kurzen Impuls verpassen kann. Eine Entprellung am Trigger-Eingang weist Kontaktprellen ab, sodass ein Teil eine Prüfung auslöst, nicht zwei. Der Quittier-Eingang lässt die SPS die Verriegelung zurücksetzen, sobald sie das Ergebnis erfasst hat. Der Katalogdurchsatz liegt bei über 100 Teilen pro Minute; die Rate, die Sie für Ihre Zelle zusagen, braucht weiterhin eine Messung an Ihren Teilen, Ihrer Liniengeschwindigkeit und Ausschleusgeometrie.

Wann hören vier Ausgänge auf zu genügen?

Vier Ausgänge decken Gut, Schlecht, Bereit und Störung ab, was alles ist, was eine Ja/Nein-Prüfung braucht. Sie hören in dem Moment auf zu genügen, in dem das Ergebnis mehr als ein Bit Bedeutung trägt: ein Variantencode zum Steuern eines Roboterprogramms, ein Konfidenzwert, ein Maß pro Teil in Millimetern oder eine laufende Teilezählung. An diesem Punkt ist ein Feldbus der richtige Träger, und die Einheit stellt fünf davon bereit. Der vollständige Vergleich beider Träger, und was jeder an Inbetriebnahmezeit und Diagnostizierbarkeit kostet, steht in Digital-E/A versus Feldbus in der Prüfung.

Sie können eine kleine Zahl von Klassen über freie Ausgänge bitcodieren, etwa zwei Ausgänge, die vier Zustände geben, aber das ist schnell erschöpft. Wenn die Steuerung eine Programmwahl-Ganzzahl, ein Maß oder strukturierte Daten fürs MES braucht, steigen Sie auf PROFINET, EtherNet/IP, Modbus TCP, EtherCAT oder OPC UA um. Die Verdrahtung, die Sie bereits für Gut/Schlecht verlegt haben, bleibt für die Ausschleusung und die Verriegelungen nützlich, sodass der Bus das reichere Ergebnis daneben trägt. Für die Wahl dieses Protokolls siehe den Schwesterbeitrag zur Wahl eines Feldbus für eine Prüfzelle.

Welche Verdrahtungsdetails sind wichtig?

Das eine Detail, das vor der Inbetriebnahme zu klären ist, ist senkend versus speisend, die Richtung, in die der 24V-Strom zwischen dem Ausgang der Einheit und der Eingangskarte der SPS fließt. Stimmen Sie den Ausgangstyp der Einheit auf das ab, was die Eingangskarte erwartet, PNP und speisend oder NPN und senkend, sodass ein Schlecht als High am Eingang registriert wird, statt nichts zu tun.

Zwei weitere Praktiken halten den Handshake sauber. Treiben Sie einen leistungsarmen SPS-Eingang direkt an, aber schalten Sie eine Last mit höherem Strom wie ein Magnetventil oder eine Luftstoß-Ausschleusung über ein Koppelrelais statt vom Ausgangspin, sowohl um innerhalb des Strombereichs des Ausgangs zu bleiben als auch um induktive Rückschläge zu isolieren. Halten Sie die E/A-Referenz (0V) zwischen Einheit und Steuerung gemeinsam, sodass die Signale eine Masse teilen. Das sind Standard-IEC-61131-2-Praktiken für Digital-E/A, und sie zur Verdrahtungszeit richtig zu machen, ist das, was den Gut/Schlecht-Handshake vom ersten Teil an zuverlässig macht. Dazu, wo diese Signalisierung in der vollständigen Methode sitzt, siehe den Pillar-Leitfaden zur KI-Sichtprüfung, und die E/A- und Protokollspezifikationen der Einheit auf der Systemseite.