PC-based Control für den Schiffbau - Beckhoff Automation · 2016-08-30 · Leistungsmäßig skalierbar bis hin zu Geräten mit vier Pro-zessorkernen (CX5140) decken sie den gesamten

PC-based Control für den Schiffbau

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PC-basierte Steuerung von Beckhoff …Beckhoff realisiert seit über 35 Jahren Automatisierungslösungen auf der Grundlage PC-basierter Steuerungstechnik, die sich weltweit in den unterschiedlichsten Branchen und Anwendungen bewährt hat. Auch im Schiffbau ist sie in zahlreichen Anwendungen – von der Yacht über das Frachtschiff bis zum Cruiseliner – seit Jahren erfolgreich im Einsatz. Das modulare Beckhoff-Automatisierungssystem besteht aus den Industrie-PCs als Steuerungs-hardware, der Software TwinCAT, den I/O- und Feldbuskomponenten und dem Kommunika-tionssystem EtherCAT. Modular und hinsichtlich Leistung und Preis fein skalierbar bilden die Komponenten eine Art Baukasten, aus dem der Schiffbauer ein durchgängiges Automatisie-rungssystem für die vielfältigen Steuerungs- und Messtechnikaufgaben konfi gurieren kann.

IPC I/OAutomation

Zentrale oder dezentrale Steuerung.

Control Panel: Bedien- und Anzeigegeräte.

Skalierbare Industrie-PCs als Steuerungs-plattform.

I/O-Systeme zur Anbindung von Sensorik/Aktorik.

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Technische Änderungen vorbehalten

... das durchgängige System füralle AutomatisierungsaufgabenAbhängig vom Typ und von der Nutzung eines Schiffes sind vielfältige Automatisierungs-aufgaben zu lösen: Sie reichen von der Maschinenraumüberwachung und dem Pumpen von Flüssigkeiten über die Beleuchtung, die Regelung von Heizung, Lüftung und Klima oder die Einzelraumsteuerung – beispielsweise auf Passagierschiffen – bis hin zur Ansteuerung von Be- und Entladekränen auf Frachtern. Die Herausforderung liegt darin, diese unterschied-lichen Automatisierungsaufgaben mit möglichst wenig unterschiedlichen Steuerungssys-temen zu realisieren. Aufgrund ihrer Leistungsstärke, der offenen Schnittstellen und dem Aufsetzen auf Kommunikationsstandards eignet sich die PC-basierte Automatisierungs-plattform optimal als durchgängige Steuerung. Neben der SPS integriert sie Visualisierung, Messtechnik, Motorüberwachung und Condition Monitoring und ist als zentrale und dezentrale Steuerung einsetzbar.

Passagierschiffe Cargoschiffe

Segelschiffe/YachtenOffshore-Schiffe

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Für alle gängigen Beleuchtungsarten, wie LED, Universaldimmer bis 600 VA oder Beleuchtungsschaltung bis 16 A pro Aus-gang, stehen im Beckhoff-Busklemmen-Baukasten entsprechende Module zur Verfügung: Über Kommunikationsklemmen sind auch Beleuchtungssteuerungen via DALI, DMX, EIB/KNX oder LON realisierbar. TwinCAT bietet umfangreiche Software-bausteine z. B. zur Konstantlicht- oder Auto-matikregelung. (siehe S. 8/9)

Zur Temperaturmessung, zur Ansteuerung von Wettersensoren, Stellgliedern und Ven-tilen, zur Druckmessung oder zur Integra-tion von HLK-Sensoren via M-Bus, MP-Bus, LON, EIB/KNX stehen entsprechende Bus-klemmen zur Verfügung. Über BACnet oder Modbus lassen sich Peripheriegeräte, wie z. B. Stellantriebe zur Durchfl ussregelung, Volumenstromanzeige und Alarmmeldung, in die Steuerungsplattform integrieren. (siehe S.12)

Mit dem Beckhoff-System lassen sich modular zusammensteckbare Busklem-menstationen – je nach Anwendung und Aufgabenstellung – konfi gurieren. Für den Bereich der Einzelraumregelung bietet der kompakte Room-Controller BC9191 eine preiswerte Alternative: Ausgestattet mit vorinstallierten Standardfunktionalitäten, deckt er alle notwendigen Funktionen zur Einzelraumregelung ab und vereinfacht so die Inbetriebnahme. (siehe S.12)(siehe S.12)

Heizung, Lüftung, KlimaBeleuchtung Einzelraumregelung

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Bakterielle Ballasttankreinigung

Für die Hersteller von Ballasttank-Reinigungsanlagen bietet Beckhoff eine kompakte Steuerungslösung, bestehend aus einem Embedded-Controller mit Feld-busschnittstelle oder integriertem Busklem-men-Interface. Hiermit lassen sich alle not-wendigen Mess- und Steuerungsaufgaben umsetzen, wie z. B. die Messung/Erfassung des Wasserzustands, die Regelung des Desinfektionsablaufes usw. (siehe S. 8/9)

Zur Kontrolle der Maschinen müssen zahlreiche Prozessparameter überwacht werden. Über dezentral verteilte Busklem-menstationen werden die entsprechenden Datenpunkte erfasst und via Feldbus zur zentralen Steuerung übertragen. Für Serien-anwendungen in hohen Stückzahlen stehen alternativ die EtherCAT-Steckmodulen der EJ-Serie zur Verfügung. (siehe S. 10)

Auf einem Schiff müssen unterschiedlichste Flüssigkeiten wie Wasser oder Schweröl transportiert bzw. gepumpt werden. Auch hier bietet der Beckhoff-Automatisierungs-baukasten entsprechende Lösungen, bei-spielsweise zur Steuerung von klassischen oder Proportional-Ventilen, zur Messung der Füllstände und der Durchfl ussmenge, zur Steuerung von drehzahlgeregelten Pumpen oder zur Überwachung von Tanks, z.B. auf Leckagen. (siehe S. 8/9)

Maschinenmonitoring Flüssigkeiten pumpen

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CX5130: Embedded-PC mit Intel®-Atom™-Prozessor, Dual-Core

TwinCAT: Steuerungssoftware für Engineering und Runtime

CX5130: Embedded-PC mit Intel®-Atom™-Prozessor, Dual-Core

BC9191: kompakter Raum-Controller EJ-Module: EtherCAT-I/O-Lösung für Serienanwendungen

C6930: kompakter Schaltschrank-Industrie-PC

CP2911: Multitouch-Einbau-Control-Panel CP6606: kompakter 7-Zoll-Panel-PC alsAll-in-One-Steuerung

CX5020: Embedded-PC mit Intel®-Atom™-Prozessor

Skalierbar und modular in Soft- und Hardware …Mit den Embedded-PC-Geräten stehen kompakte, hutschienenmontierbare Controller mit direkt angereihter I/O-Ebene zur Verfügung. Leistungsmäßig skalierbar bis hin zu Geräten mit vier Pro-zessorkernen (CX5140) decken sie den gesamten Steuerungsbereich der mittleren Leistungsklasse im unteren Preissegment ab. Der CX9020 mit Multioptions-Interface ermöglicht die Integration in alle gängigen Feldbus- und Industrial-Ethernet-Systeme. Abgerundet wird das Steuerungsportfolio durch die Schaltschrank-Industrie-PCs der Serie C69xx und die Multitouch-Panel, die zeitgemäßen Bedienkomfort im Kontrollraum bzw. auf der Kommandobrücke bieten. TwinCAT, die durchgängige Beckhoff Automatisierungssoftware, integriert Engineering-Umgebung und Steuerung. Vordefi nierte SPS-Bibliotheken reduzieren die Engineering-Zeit. Die Anbindung an übergeordnete Prozessleit-systeme wird über Kommunikationsstandards wie Ethernet oder OPC UA gewährleistet.

CX9020: Embedded-PC mit ARM-Cortex™-A8-Prozessor

EtherCAT I/Os: vollständigesI/O-Spektrum in IP 20 und IP 67

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… der Beckhoff-Automatisierungs-baukastenDas modulare Busklemmensystem deckt das komplette Spektrum an digitalen und analogen Signalen ab. Für das offene und busneutrale I/O-System stehen Buskoppler für alle relevanten Feldbusse, von Ethernet über EtherCAT bis hin zu PROFIBUS, zur Verfügung. Mit der Ring-Topologie von EtherCAT ist eine Kabelredundanz über Kupfer- oder Lichtwellenleiter einfach umsetzbar. Als Ergänzung des modu-laren I/O-Portfolios hat Beckhoff das EtherCAT Distribution-Board mit den EtherCAT-I/O-Steckmodulen für Serienanwendungen entwickelt. Für den preissensiblen Bereich der Einzelraumsteuerung, z. B. in Schiffskabinen, eignen sich die kompakten Raum-Controller BC9191. Ausgestattet mit vorinstallierten Standardfunktionen lassen sie sich als autarke Steuerung oder als dezentraler Controller einsetzen.

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Universaldimmer-klemmen mit

automatischer Lasterkennung

Busklemmen-Controller-Serie BC mit integrierter IEC 61131-3-SPS

Buskoppler-Serie BK, das Bindeglied zwischen Busklemmen und Feldbus

Embedded-PC-Serie CX für SPS- und Motion-Control-Anwendungen

Kopfstation der Busklemmen: Buskoppler, Busklemmen Controller oder Embedded-PCs

3-Phasen-Leistungs-messklemme zur

Messung aller rele-vanten elektrischen

Daten

Standard- Digital- und Analog-I/Os

Busklemmen-Controller-Serie BC mit integrierter IEC 61131-3-SPS

Buskoppler-Serie BK, das Bindeglied zwischen Busklemmen und Feldbus

Embedded-PC-Serie CX für SPS- und Motion-Control-Anwendungen

Das Beckhoff-I/O-System bietet …Das modulare Beckhoff-I/O-System besteht aus den elektronischen Reihenklemmen zur direkten Sensor-/Aktor-verdrahtung und einem Buskoppler, Busklemmen Controller oder Embedded-PC zur Anbindung an die im Schiff-bau gängigen Bussysteme, wie z. B. EtherCAT, Ethernet TCP/IP, EtherNet/IP, Modbus TCP, Modbus RTU, PROFIBUS, PROFINET und RS232/RS422/RS485. Mit über 400 Signalarten lassen sich alle gängigen Sensoren und Aktoren nahtlos in die Steuerung integrieren. Es werden alle Anwendungsbereiche, von der Antriebssteuerung bis hin zur Messtechnik, abgedeckt. Die feingranulare Ausführung der I/O-Module von 1-Kanal bis zu 16 Kanälen je Klemme erlaubt dem Anwender den bedarfsgerechten Zuschnitt seiner Automatisierungslösung. Die Nutzung von Standardkomponenten gewährleistet eine kostengünstige Gesamtlösung sowie die Integration in bestehende Systeme.

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Digital-Multimeter-Klemmen zur direkten Strom- und Spannungs-messung

Druckmess-klemmen

zum Erfassen von Differenz- und

Absolutdrücken

Kommunikations-klemmen zur Integra-tion von Subsystemen, wie z. B. EIB/KNX, LON, DALI oder RS232

Hand/Not-Bedienung in der Busklemme: Schalter oder Poten-tiometer im Busklemmenformat zur Prozessdatenänderung, unabhängig von der Steuerung

Busklemmen mit einem maximalen Messfehler von ±0,01% erweitern das Anwendungsspektrum um den Bereich der hochge-nauen Messtechnik.

M-Bus-Masterklemme zum direkten Anschluss von M-Bus-Geräten

… maßgeschneiderte Lösungen für den Schiffbau.Die PC-basierte Automatisierungstechnik integriert umfangreiche Mess-, Steuer- und Regelungstechnik auf einer Plattform und ermöglicht die dezentrale Erfassung und Speicherung aller Prozessdaten: So werden Füllstände, Temperaturen, Druck, Volumenstrom, Spannung, Leistung, Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Drehzahl, Drehmoment und Drehrichtung von den Busklemmen erfasst und im Embedded-PC oder in der überlagerten Prozesssteuerung weiterverarbeitet. Die integrierte Beckhoff-Steuerungslösung hat nicht nur den Vorteil einer kompakten Bauform mit geringem Platzbedarf im Schaltschrank, sondern beeindruckt auch durch niedrige Systemkosten, vereinfachtes Engineering und Flexibilität. Die dezentralen I/O-Stationen sind über Feldbus angebunden und erlauben den Fernzugriff.

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EtherCAT-Steckmodule und Signal-Distribution-Board … Die EtherCAT-Steckmodule (EJ-Module) basieren elektronisch auf dem bewährten Beckhoff EtherCAT-I/O-System und lassen sich aufgrund ihrer Bauform direkt auf eine Leiterkarte aufstecken. Die Leiterkarte fungiert als anwendungsspezifi sches Signal-Distribution-Board, das die Signale und die Spannungsversorgung auf einzelne Steckverbinder verteilt und die Steuerung mit weiteren Maschinenmodulen verbindet. Damit wird die aufwendige manuelle Einzeladerverdrahtung zwischen I/O- und Steckerebene, wie sie im klassischen Schaltschrankbau üblich ist, durch das Anstecken von industriell gefertigten, konfektionierten Kabelbäumen ersetzt.

EtherCAT-Steckmodule und Signal-

EtherCAT-Koppler

Farbkodierung Signalart

Safety-Steckmodule

Digitale und analoge Steckmodule

Motion-Module

Status- und Diagnose-LEDs

Zusatzfunktionen, wie z. B. Relais oder DIP-Schalter

Maschinenspezifi sche Anschlussebene

Signal-Distribution-Board

Designbeispiel

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Textupdate und Seitenverweis folgt

… die effi ziente und platzsparende I/O-Lösung für SerienanwendungenMit den EJ-Modulen lassen sich Serienanwendungen mit vielen Gleichteilen effi zient umsetzen, und gleichzeitig bleibt die Möglichkeit zur Variantenbildung erhalten. Das applikationsspezifi sche Distribution-Board kann vom Anwender selbst oder von Beckhoff erstellt werden. Durch die Steckbarkeit können auch Optionen angeboten werden, die nur bei Bedarf gesteckt werden. Darüber hinaus reduziert die ultrakom-pakte Bauform der EJ-Module den Einbauraum im Schaltschrank und eignet sich daher insbesondere für Anwendungen mit beengten Platzverhältnisse. Ein weiterer Vorteil des Distribution-Boards ist die erhöhte Prozesssicherheit, da durch die Verwendung kodierter Bauteile das Risiko von Fehlverdrahtungen auf ein Minimum reduziert wird.

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Machine module 2

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Machine module 1

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Signalverteilung perEinzeladerverdrahtung

Signalverteilung per Signal-Distribution-Board

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Perfekte Synergie: Beckhoff Steuerungsplattform integriert digitalen Danfoss-Stellantrieb …Bei der modernen Raumautomation in Schiffkabinen müssen Komfort, einfache Bedienung und Energieeffi zienz Hand in Hand gehen. Hierfür bietet Beckhoff den kompakten Raum-Controller BC9191, der Standardfunktionalitäten wie Beleuchtungs-, HLK- oder Jalousiesteuerung umfasst. Mit der Software „TwinCAT Building Automation“ und der „eXtendable Room Box“ steht dem Systemintegrator ein durchgängiges System zur Verfügung, das die Engineeringzeit deutlich reduziert und gleichzeitig größtmögliche Gestaltungsfreiheit bietet. TwinCAT Building Automation ermöglicht die einfache Konfi guration der Steuerungsfunktionen und die automatisierte Zusammenstellung der Hardwarebau-gruppe. Die Offenheit der PC-basierten Steuerung erlaubt auch die Integration von externen Geräte, wie dem intelligenten Danfoss-Stellantrieb NovoCon™ zur Durchfl ussregelung, Volumenstromanzeige und Alarmmeldung.

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… und sorgt für optimalen Komfort und Energieeinsparungen.Die Softwarebibliothek zur Ansteuerung des intelligenten Stellantriebs wurde in enger Zusammenarbeit zwischen Beckhoff und Danfoss entwickelt. Der Beckhoff Panel-PC CP6606 mit kompaktem 7-Zoll-HMI dient als All-in-One-Steuerung. Die Kommunikation erfolgt über BACnet oder Modbus. Aufgrund der vollständigen Systemautomation ist NovoCon™ in der Lage, Störungen unmittelbar zu erkennen, via Feldbus an die Leitwarte zu melden und per Fernwartung zu beheben. In Verbindung mit dem Danfoss-Ventil AB-QM ermöglicht der Stellantrieb die Regelung, Überwachung und den hydraulischen Abgleich von HLK-Anlagen über die Gebäudeleittechnik. Die Durchfl ussmenge kann an den Bedarf angepasst werden, wodurch eine präzise Temperaturregelung, eine optimale Pumpendrehzahl und ein höherer Wirkungsgrad der Kälteanlagen erreicht wird. Damit ist ein optimaler Komfort gewährleistet, gleich-zeitig wird der Energieverbrauch für die Klimaregelung, der an Bord eines Passagierschiffes ca. 30 bis 40 Prozent des gesamten Energieverbrauchs ausmacht, um ca. 25 Prozent reduziert.

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IMMER in dieser Datei die Korrekturen machen!

IMMER daran denken, dass die Korrekturen sowohl auf den deutschen als auch den englischen und französischen Ebenen gemacht werden, sobald es sich um Städ-tenamen oder Positionierungen handelt ((die vierobersten Ebenen: Names_location_ger-man bzw. _english und Names_continents_-german bzw. _english))!

Sobald es Updates gab, die verschiedenen Fassungen unterspeichern (GB und F, dazu müssen nur die sechs oberen Ebenen entspre-chen ein- und ausgeblendet werden)!

ACHTUNG:EUROPA ist hier von den Färbungen NICHT mehr aktuell, da ja immer der Zoom drauf gelegt wird, falls mal nicht, dann muss das hier aktualisiert werden!!!!!!!

In DIESER Datei NIEEEEEE (!!!!) Korrekturen machen!

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S Ü DA M E R I K A

Beckhoff – New Automation Technology Beckhoff realisiert offene Automatisierungssysteme auf der Grundlage PC-basierter Steuerungs-technik. Die „New Automation Technology“ von Beckhoff steht für universelle und branchen-unabhängige Steuerungs- und Automatisierungslösungen, die weltweit in den verschiedensten Anwendungen, von der CNC-gesteuerten Werkzeugmaschine über die Windkraftanlage bis zur intelligenten Gebäudesteuerung, zum Einsatz kommen. Die stetige technologische Weiterent-wicklung, das wirtschaftliche Wachstum sowie die hohe Fertigungstiefe und die Produktions-kapazitäten von Beckhoff sind Garanten für die Robustheit, Langzeitverfügbarkeit und Liefer-treue der PC-basierten Steuerungstechnik. *Stand 04/2016

O www.beckhoff.de

Beckhoff im Überblick Headquarters: Verl, Deutschland Umsatz 2015: 620 Mio. € (+22 %) Mitarbeiter weltweit: 3.000 Niederlassungen Deutschland: 14 Tochterunternehmen/Repräsentanzen

weltweit: 34 Vertretungen weltweit:

in über 75 Ländern

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Weiterführende InformationenDie Webseite „PC-based Control für den Schiffbau“ enthält zusätzliche Informationen und Branchenlösungen. O www.beckhoff.de/schiffbauDie Beckhoff-Kataloge und -Flyer stehen im Internet zum Download zur Verfügung. O www.beckhoff.de/media

Bildnachweis: Cunard Cruise Line | Fotolia - Photo Containerschiff, Janni | Fotolia - Cargo container ship, Photo Federico Rostagno | Fotolia - Luxury cruise ship, Photo Faraways | Fotolia - Supply Vessel C1, Photo Alan Smillie | Fotolia - World Cruise, Photo proffurthi | iStock - Maschinen-raum, Photo acincin | plainpicture - Westend 61/Mel Stuart |

Beckhoff®, TwinCAT®, EtherCAT®, EtherCAT P®, Safety over EtherCAT®, TwinSAFE®, XFC® und XTS® sind eingetragene und lizenzierte Marken der Beckhoff Automation GmbH. Die Verwendung anderer in dieser Dokumentation enthaltenen Marken oder Kennzeichen durch Dritte kann zu einer Verletzung von Rechten der Inhaber der entsprechenden Kennzeichen führen. © Beckhoff Automation GmbH 08/2016

Weltweite Präsenzauf allen KontinentenDurch die Präsenz von Beckhoff in über 75 Ländern erhalten global aktive Beckhoff-Kunden weltweit schnellen Service und technischen Support in der jeweiligen Landessprache. Darüber hinaus ist die geographische Nähe zum Kunden für Beckhoff die Grundvoraussetzung für das tiefe Verständnis der technischen Herausforderungen, vor denen die Kunden stehen.


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Niederlassung

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