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Schwere Steckverbinder und M12 Intelligent verkabeln

| Autor / Redakteur: Hartmut Schwettmann* / Dipl. -Ing. Ines Stotz

Aufgrund der stärkeren Vernetzung intelligenter Fertigungsanlagen wird die Gesamtanzahl der Kabelverbindungen weiter zunehmen. Modulare und standardisierte Steckverbinder müssen ihren Teil dazu beitragen, Automatisierung und Motoranschluss flexibler und effizienter zu gestalten.

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Industrie-Steckverbinder aus der Baureihe Heayvcon Modular sowie die Rundsteckverbinder aus dem M12-Produktprogramm – eine sorgfältig geplante Verkabelung schafft Zukunftssicherheit auch für hochkomplexe Anlagen.
Industrie-Steckverbinder aus der Baureihe Heayvcon Modular sowie die Rundsteckverbinder aus dem M12-Produktprogramm – eine sorgfältig geplante Verkabelung schafft Zukunftssicherheit auch für hochkomplexe Anlagen.
(Bild: Phoenix Contact)

Bei der „Smart Factory“ verschmelzen Informationstechnik, Telekommunikation und Produktionstechnik zu einer digitalen Fabrik, die sich selbst steuert. Industrie 4.0 setzt voraus, dass Maschinen und Anlagen nicht nur untereinander kommunizieren, sondern mit vielen weiteren Instanzen innerhalb und außerhalb des Unternehmens. Die Werkstücke kommunizieren mit den Fertigungsanlagen – die Produkte sind identifizierbar und jederzeit lokalisierbar.

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Das Konzept des Smart Wiring

Die erforderlichen Systeme werden als Cyber Physical Systems (CPS) bezeichnet. Diese Umgebung umfasst die Mechanik der Maschinen, die Bedienung über Human Machine Interfaces (HMI), die Automatisierungstechnik sowie die Verknüpfung der Prozesse innerhalb des Unternehmens und darüber hinaus. Dazu bedarf es einer durchgehend digital vernetzten Struktur über die komplette industrielle Produktionskette hinweg. Nur wenn die dabei anfallenden großen Datenmengen in Echtzeit verarbeitet werden, ist eine individualisierte Produktion bis zur Losgröße 1 wirtschaftlich. Ein Unternehmen, das diese Strukturen frühzeitig umsetzt, kann zahlreiche Wettbewerbsvorteile realisieren, wenn eine Differenzierung über die Produktqualität alleine nicht mehr ausreicht.

Einer der Schlüssel für eine durchgehende Digitalisierung und Vernetzung liegt in der fehlerfreien und einfachen Verbindung der Maschinen und Systeme. Die zuverlässige und wirtschaftliche Vernetzung unterschiedlichster Instanzen – vom „shop floor“ bis zum „top floor“ – spielt für die Prozess-, Signal- und Bedien-Peripherie eine wichtige Rolle. Dabei greift das Konzept des „Smart Wiring“.

Drei Lebensadern in einem Steckverbinder

Im Sinne einer hochintegrierten Modularisierung von Maschinen und Anlagen bietet es sich an, die Übertragung von Daten, Signalen und Energie in einem Steckverbinder zusammen zu fassen. Denn wenn nur ein Steckverbinder gesteckt oder getrennt werden muss, können Anlagen mit geringem Aufwand errichtet und umgerüstet werden.

Mit Heavycon Modular bietet Phoenix Contact eine Lösung zur Übertragung von Leistung, Signalen und Daten über einen Steckverbinder. Der Steckverbinder wird aus einer Vielzahl von Modulen zusammengestellt, die in den neu entwickelten Snap-In-Rahmen mit Feder eingerastet werden. Je nach Größe des Steckverbinders können 2, 3, 4 oder 6 Module in einem Rahmen befestigt werden. Die Module sitzen in der vorgesehenen Position lagerichtig fest, ohne sich zu lösen – ein Verkanten oder Verschieben der Module im Rahmen ist ausgeschlossen. Durch die Vielzahl der einsetzbaren Module sind der Anwendung kaum Grenzen gesetzt.

Die Datenübertragung erfolgt über geschirmte Kupfer- oder Lichtwellenleiter, dazu stehen Module zum Anschluss von RJ45-Steckverbindern zur Verfügung. Eingesetzt werden können fertig konfektionierte und geprüfte RJ45-Patch-Leitungen, und für die Konfektionierung vor Ort kann die IDC-Anschlusstechnik (Insulation Displacement Connection – isolationsverdrängende Schneidklemm-Anschlusstechnik) auf der Basis von RJ Industrial genutzt werden. Ein zusätzliches Modul kann einen RJ45-Steckverbinder mit Crimp-Anschluss aufnehmen. Bei einem Cat6-Modul zur Gigabit-Übertragung sind die Aderpaare auch im Steckverbinder geschirmt, und durch den Gesamtschirm im Modul ist eine störungsfreie Datenübertragung sichergestellt, selbst wenn gleichzeitig Energie übertragen wird. Bei extrem hoher EMV-Belastung können auch Lichtwellenleiter verwendet werden – etwa die SC- und LC-Kontakte von Phoenix Contact. Dabei kann auf unterschied¬liche konfektionierte Lichtwellenleiter zurückgegriffen werden – das Anwendungsfeld erstreckt sich durchgängig von der Anlagen- bis zur Netzwerktechnik.

Auch Signale von Sensoren und Aktoren werden über Heavycon angebunden, zur Verfügung stehen Einzelmodule mit bis zu 25 Kontakten. Da ein reiner Signal-Steckverbinder bis zu sechs Module hat, ergibt sich bei 25 Kontakten pro Modul eine Packungsdichte von 150 Kontakten pro Steckverbinder.

Zum Zuge kommt hier auch die inzwischen im Markt etablierte Push-in-Technik - um Leistung einfach anschließen zu können. So steht auch den Industrie-Steckverbindern der Serie Heavycon Modular ein Modul mit Push-in-Anschluss zur Verfügung. Die Einzellitzen werden mit einer Aderendhülse versehen, die vorbereitete Litze wird in die Kontaktkammer eingeschoben und schon ist der Kontakt hergestellt. Der Anschluss ist vibrationssicher und langlebig und für bis zu 400 V und 16 A einsetzbar. Zusätzlich steht eine große Anzahl an Leistungsmodulen für Spannungen bis 5000 V und Ströme bis 200 A zur Verfügung.

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