Integration von Infrarot-Thermometern & Wärmebildkameras in die Siemens SPS Umgebung

Die berührungslos messenden Temperatursensoren von Optris verfügen über ein modernes Schnittstellenkonzept, welches eine schnelle und einfache Integration in Netzwerke und automatisierte Systeme ermöglicht. Die folgende technische Notiz zeigt, wie Wärmebildkameras sowie IR-Thermometer über PROFIBUS DP direkt in eine SPS integriert werden.

Der PROFIBUS hat sich in der Industrie weitgehend als eines der meist benutzten Bussysteme durchgesetzt. Bezüglich der Produktions-, Prozess- und Gebäude-Automatisierung stellt das Bussystem einen optimalen, sicheren und schnellen Kommunikationsaustausch zwischen einzelnen Busteilnehmern und Steuerungseinheiten her. Der Aufbau des Profibusnetzwerkes ist dabei nahezu immer gleich. Auf der einen Seite befinden sich die Kontrolleinheiten, z.B. eine SIMATIC S7 von SIEMENS – auch als sogenannte Mastersysteme oder aktive Stationen bekannt. Auf der anderen Seite befinden sich die Busteilnehmer, die sogenannten Slaves – auch als passive Stationen bekannt. Dies können Sensoren, aber auch Aktoren sein. Alle Optris-Infrarot-Temperatursensoren gehören zur Prozessorfeldkommunikation – speziell zur Version PROFIBUS DP.

Integration von Wärmebildkameras in eine SPS-Umgebung

Es gibt eine einfache Lösung, um eine optris PI Infrarotkamera in eine SPS-Umgebung einzubinden. Ein großer Vorteil des Mastersystems ist die Unterstützung von anderen Netzwerken, wie RS485. Dadurch wird der Aufbau des Messsystems über Distanzen von bis zu 3 km zwischen IR-Kamera und SPS ermöglicht, wie die obere Abbildung verdeutlicht. Die optris PI Wärmebildkamera ist an einen PC angeschlossen, die Thermografie-Software PIX Connect analysiert die Temperaturdaten und stellt diese dar. Die Software muss hinsichtlich der externen Kommunikation angepasst werden. Zur Geräteanbindung an die SPS muss zunächst die RS485-Verbindung über den Softwaremodus “Comport” eingestellt werden (Extras > Konfiguration > Externe Kommunikation; siehe Abbildung 2).

Konfiguration der Imager-Software optris PIX Connect

Zur Verbindung des Rechner-Comports mit der SPS ist ein optris RS485-Kit verfügbar (Artikelnummer: ACCTRS485USBK, auswählbar im Produktkonfigurator der jeweiligen IR-Kamera). Mit der im Kit mitgelieferten Software ist es möglich, einen virtuellen Comport am PC einzurichten. Der virtuelle Comport verbindet dann die Software optris PIX Connect mit dem RS485-Modul. Das RS485-Modul leitet die Daten über ein A- und B-Kabel zur SIEMENS S7 SPS weiter. Abbildung 2 zeigt die Hardwarekonfiguration, basierend auf der RS485-Verbindung zwischen Wärmebildkamera und der SIEMENS S7 SPS. Benötigt werden:

  • optris PI 160 / optris PI 200 / optris PI 400
  • optris RS485-Kit (ACCTRS485USBK)
  • SIMATIC S7-300, CPU 313C-2 DP (Prozessor mit PROFIBUS-Modul)
  • SIMATIC S7-300, Frontmodul mit digitalen und analogen Ausgängen
  • SIMATIC S7-300, CP 340 (Kommunikationsprozessor mit RS422/485-Schnittstelle)
  • Software STEP 7 (SPS-Konfiguration hinsichtlich RS485- und PROFIBUS-Modul)

Integration von Infrarot-Thermometern in eine Siemens SPS-Umgebung

Optris stellt neben den bekannten Output-Signalen der Pyrometer (Spannungs-, Strom- oder Thermoelementausgang) zusätzliche Digitalschnittstellen bei allen Infrarot-Thermometern mit Elektronikbox zur Verfügung. Hierzu befindet sich in jeder Elektronikauswerteeinheit ein freier Steckplatz, in den eine digitale Schnittstellenkarte, wie die PROFIBUS DP Schnittstelle, eingesetzt werden kann.

Die Installation ist einfach. Zu jedem Feldbusteilnehmer gehört immer eine sogenannte GSD-Datei (ein Generic Station Description File) die von der SPS eingelesen wird, damit Master und Slave miteinander kommunizieren können Auch für die Profibusschnittstelle von Optris wird eine GSD-Datei auf der PROFIBUS-CD mitgeliefert. Die Datei enthält alle wichtigen Informationen, zum Beispiel die Parameter zum Abfragen der Objekttemperatur oder zum Setzen eines Emissionsgrades.

Webcast über die Einrichtung von IR-Sensoren mit PROFIBUS DP

“Integration von IR-Temperatursensoren in Siemens SPS-Umgebung” als PDF (1,2 MB)

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