Sie bieten die Möglichkeit, eine vorkonfektionierte Leitung anzuschließen und direkt am Motor Zusatzsensoren einzubinden. Da Ein- und Ausgänge aufgeschaltet werden können und die Antriebe mit Klemmen und Steckerbuchsen ausgestattet sind, reicht nun ein einziger Kabelstrang aus. Zudem nimmt die Störanfälligkeit der Signalübertragung durch die digitale Technik deutlich ab. „Bislang hatten die meisten Stellantriebe eine analoge 0-10 V-Ansteuerung, die für nur ein Datum vollkommen ausreichend ist“, erklärt Dr.-Ing. Wolfgang Spreitzer, Geschäftsführer der Gruner AG. „Wenn aber mehr Informationen ausgetauscht werden müssen, eignen sich sogenannte digitale Anbindungen mittels Modbus Remote Terminal Unit, kurz Modbus RTU, besser.“ Hier können auf weniger Anschlussleitungen deutlich mehr Daten übertragen werden. Auch bei den Jalousienklappen der X-Cubes der Trox GmbH, einer Serie von raumlufttechnischen (RLT) Geräten für kleinere und mittelgroße Anwendungen, muss mehr als eine Information aus dem Antrieb beziehungsweise aus dessen näherer Umgebung verfügbar sein und an übergeordnete Systeme weitergeleitet werden. „Die Antriebe sorgen für die korrekten Öffnungszustände der Klappen. Da wir beim gesamten Verkabelungskonzept der X-Cube-Serie auf Bustechnik setzen, um den höchsten Ansprüchen in der Gebäudeautomation gerecht zu werden, war auch hier eine modbusfähige Systemkomponente notwendig“, so Roland Becker, Projektverantwortlicher bei Trox.
Integration analoger Geräte über RTU-Anschlussknoten
Für den Einsatz bei Trox modifizierte Gruner die eigenen Volumenstromregler, deren Grundfunktionalität bereits auf Modbusbasis war. Der neue Antrieb ist als reiner Positionsregler aufgebaut und setzt sich aus vier Kernkomponenten zusammen: der Modbus RTU-Anschlusseinheit, der analogen und digitalen Ausgabe- und Eingabeeinheit, dem Positionsregler mit Servoeinheit und dem Diagnose- und Bedien-Interface. An den Einbauorten sind in den meisten Fällen auch Temperaturfühler oder andere Regelgeräte ohne Buskommunikation zu integrieren, die nun über den Modbus RTU-Anschlussknoten mit dem digitalen System verbunden werden können. Dazu sind an der Einheit sowohl analoge 0-10 V-Eingänge und -Ausgänge als auch analoge Eingänge für Thermoelemente wie NTC, PTC oder Pt1000 sowie digitale Ein- und Ausgänge vorhanden.
„Die Anschlussvariante der Gruner-Antriebe wurde genau für unsere Wünsche adaptiert. Durch die iXi-Box, eine Art »Huckepack-Modul« bietet sich die Möglichkeit, eine vorkonfektionierte Leitung anzuschließen und Zusatzsensoren direkt am Motor einzubinden“, erklärt Becker. „Da die Antriebe auch in unterschiedlichen Ausbauvarianten zur Verfügung stehen, ist zudem eine Anpassung an die Bedürfnisse unserer Kunden möglich.“ Da es bei den neuen Modbus-Antrieben die Möglichkeit gibt, Ein- und Ausgänge aufzuschalten, reduziert sich der Verdrahtungsaufwand für Trox deutlich. Alle Antriebe sind zudem mit Klemmen und Steckerbuchsen bestückt, so dass ein einziger Kabelstrang ausreicht. Auch die Ein- und Ausgangsmodule fallen weg, was insgesamt positive Auswirkungen auf die Hygiene in den Geräten hat.
Signalübertragung durch Digitaltechnik weniger störanfällig
Ein Bus ist so definiert, dass maximal 32 Stellantriebe von Gruner mit voller Bus-Last angeschlossen werden können. „Wir nutzen sogenannte ¼-Last-Treiber. Damit erhöht sich die Zahl auf 4 x 32 Geräte, insgesamt also auf 128 Stellantriebe in einem Strang mit jeweils einem Master“, so Spreitzer. Durch die digitale Technik erfolgt die Signalübertragung deutlich toleranter gegenüber Leitungs- und Störeinflüssen. Das Modell von Gruner ermöglicht außerdem eine Inbetriebnahme und Fehlersuche durch direkten Zugriff am Antrieb mittels eines einfachen Schraubendrehers. Ein separates Set-up-Tool oder ein Laptop sind nicht zwingend nötig. Das erlaubt auch Installateuren bis zu deren Gewerk mit einfachen Mitteln eine korrekte Installation und Inbetriebnahme nachzuweisen.
Die Modbus RTU-Stellantriebe wurden bei Trox zusammen mit der X-Cube-Control-Regelung in einer intensiven Testphase in verschiedenen Konstellationen erfolgreich überprüft und auf der ISH in Frankfurt als Gesamtlösung vorgestellt. Aktuell werden beide Komponenten bereits serienmäßig in den RLT-Geräten des Unternehmens verbaut. „Neben dem Einsatz der Modbus RTU-Antriebe bei den Jalousienklappen der X-Cubes ist zukünftig auch eine Anwendung bei Regelventilen denkbar“, so Becker. Derzeit können bereits alle Volumenstrom- und Positionsregler ohne Federrückzug von Gruner über Modbus RTU gesteuert werden. „Über ein Modbus RTU Gateway lassen sich aber letztlich alle unsere Antriebe entsprechend aufrüsten“, erklärt Spreitzer.
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