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Leiterplattenanschlusstechnik Intelligente Lösungen für intelligente Gebäude

| Autor / Redakteur: Ingo Werner* / Kristin Rinortner

Bei der Gebäudeelektronik spielt nicht nur der Funktionsumfang sondern auch Design, Ergonomie, Qualität und Bedienfreundlichkeit der Geräte eine entscheidenen Rolle. Hier können Gehäuse und Anschlusstechnik mit durchgängig aufeinander abgestimmten Komponenten punkten.

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( Archiv: Vogel Business Media )

Überproportionales Wachstum – das prophezeien Experten der immer wichtiger werdenden Gebäudeautomatisierung. Dieses Wachstum hat im Wesentlichen zwei Ursachen: Zum Einen kann momentan der Bedarf an intelligenten Bürogebäuden in Wachstumsländern wie Brasilien, Indien, Russland sowie insbesondere China kaum gedeckt werden. Zum Anderen gibt es den Trend, Automatisierungslösungen für Gebäude zu erschwinglichen Kosten einer immer breiteren Bevölkerungsschicht zugänglich zu machen.

Was als reine Zeitschaltung für die Treppenhausbeleuchtung begann, entwickelte sich über ferngesteuerte Garagentore, elektrische Rollläden und Heizungssteuerungen bis hin zu busgesteuerten Automatisierungslösungen, welche via GSM oder Internet eine ganze Reihe von Funktionen erfüllen können.

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In der Gebäudeautomatisierung gibt es jedoch nicht nur den Bereich „Komfort“, sondern auch den immer wichtiger werdenden Themenkomplex „Sicherheit“. So erleben Hersteller von Überwachungs- und Zugangskontrollsystemen derzeit einen wahren Boom.

Hohe Qualität mit bedarfsgerechter Funktionalität

Mit der großen Zahl der Gebäudeautomatisierungs-Systeme steigen nicht nur die Anforderungen an die Funktionalität der Geräte, sondern auch an das, was man gemeinhin als „Optik und Haptik“ bezeichnet. Hierbei kommt es auf Design und Ergonomie sowie auf die mechanische Bedienbarkeit und den Qualitätseindruck an.

In diesem Zusammenhang spielen auch Gehäuse und Anschlusstechnik eine entscheidende Rolle. Das mussten einige Gerätehersteller, die versuchsweise chinesische „Copycat“-Produkte einsetzten, schmerzlich erfahren. Trotz aller ökonomischer Aspekte in der Gebäudeautomatisierung bleibt die Anschlusstechnik nach wie vor eine der wichtigsten Schnittstellen zum Anwender. Versagt sie den Dienst, werden schnell Rückschlüsse auf die Qualität des gesamten Gerätes gezogen.

Die Leiterplattenanschlusstechnik Combicon compact von Phoenix Contact zeigt, dass ein hohes Maß an Qualität und Funktionalität nicht im Widerspruch zu den ökonomischen Anforderungen der Gebäudeautomatisierung stehen muss. Die Produktfamilie Combicon compact ist insbesondere auf semi-industrielle Anwendungen zugeschnitten. Im Vergleich zu den Komponenten Combicon für den industriellen Einsatz wurden sie in einigen Bereichen deutlich vereinfacht und gezielt an die Bedürfnisse der Gebäudetechnik sowie der Telekommunikation angepasst. Dabei genügen die Anschlusslösungen Combicon compact jedoch den gleichen Qualitätsansprüchen wie die Produkte für den Industriebereich.

Federkraftanschluss im ergonomischen Design

Im Bereich der Gebäudeinstallation setzt sich zunehmend die Federkraft-Anschlusstechnik durch. Gründe für diesen Trend sind die Zeitersparnis bei der Verdrahtung der eindrähtigen NYM 1,5 oder NYM 2,5 Leitungen sowie die hohe Zuverlässigkeit dieses Anschlussprinzips. Für diesen Anwendungsbereich eignen sich die neuen Steckverbinder und lötbaren Printklemmen PTDA in den Rastern 3,5 und 5,0 mm mit einem integrierten Federkraft-Doppelanschluss (Bild 1). Massivleiter werden werkzeuglos in Direktstecktechnik angeschlossen. Bei der Verdrahtung flexibler Leiter sorgt eine integrierte Lösetaste für die schnelle und komfortable Installation. Mit einem Anschlussvermögen bis 2 × 1,5 mm2 sind die kleineren Raster vor allem für die Verdrahtung von Sensoren unter beengten Platzverhältnissen vorteilhaft.

Die größeren Raster, die für Leiter bis zu 2 × 2,5 mm2 ausgelegt sind, kommen vorzugsweise im Bereich von Verteilerkästen zum Einsatz. In diesem Zusammenhang ermöglicht der Doppelanschluss das problemlose Durchschleifen von Potenzialen, wie es beispielsweise Gebäude-Bussysteme oft erfordern. Ferner zeichnen sich die Anschlusskomponenten PTDA durch ihre hohe Stromtragfähigkeit ((Wert?)) aus.

Aus Gründen einer maximalen Installationssicherheit sind die Stecker mechanisch codierbar und die Printklemmen in Scheibenbauweise optional farbcodierbar. Somit kann eine eindeutige Leiter-Klemmstellen-Zuordnung erfolgen. In bestehende Gerätegehäuse lassen sich alle PTDA-Komponenten dank ihres runden, vollsymmetrischen Designs problemlos sowie optisch ansprechend integrieren. Dabei macht es keinen Unterschied, ob die Leiterplatten horizontal oder vertikal im Gehäuse untergebracht sind – das äußere Erscheinungsbild der Klemmen bleibt stets das gleiche.

Klassische Schraubtechnik – fünffach intelligent

Ein wichtiger Teil der Gebäudeautomatisierung ist die Brandmeldetechnik. Wie ein Blick in viele Alarmzentralen oder Rauchmelder leicht erkennen lässt, kommt in diesem Bereich in der Regel die klassische Schraubtechnik zum Einsatz. Daher empfiehlt sich für den Leiterplattenanschluss in solchen Anwendungen das Stecksystem PT 2,5 (Bild 2). Dieses System schließt, rein technisch betrachtet, die Lücke zwischen den klassischen Industrie-Leiterplattenverbindern und den einfacheren „Pinstrip“-Lösungen.

In Verbindung mit zwei robusten „L“-förmigen Grundleisten sowie einer Stiftleiste verfügt dieser Stecker über fünf Steckmöglichkeiten. Damit kann der Installateur das Gerät flexibel an die vorhandenen Umgebungsbedingungen adaptieren.

Dabei verhindert ein patentiertes mechanisches Codiersystem, das in allen Steckrichtungen wirkt, wirkungsvoll eine Fehlverdrahtung. Bei diesem Steckverbindersystem lassen sich Leiterquerschnitte bis 4  mm2 anschließen und Ströme bis 13,5 A, bezogen auf eine Umgebungstemperatur von 55 °C, übertragen.

Um die Integration in vollautomatisierte SMD-Großserienproduktionen zu erleichtern, sind alle Grundleisten der Produktfamilie Combicon compact reflow-lötfähig und stehen optional auch in automatengerechter Verpackung zur Verfügung.

Werkzeuglos in‘s Ethernet

Auch für die Gebäudeautomatisierung via Ethernet bietet das Blomberger Unternehmen eine komfortable Anschlusslösung. Der Steckverbinder RJ45 Quickon verbindet die Vorteile eines standardisierten, Kat.5-tauglichen RJ45-Systems mit den Vorzügen eines werkzeuglos konfektionierbaren Steckverbindersystems in IDC-Schnellanschlusstechnik (Bild 3). Bei diesem Steckverbinder werden zum Konfektionieren die acht Leiter in die vorgesehenen Anschlusskanäle gelegt und gegebenenfalls überstehende Leiterenden mittels Seitenschneider gekürzt. Abschließend brauchen nur noch die beiden Beschaltungsklappen mit Daumen und Zeigefinger geschlossen und das Gehäuse über den Steckereinsatz geschoben zu werden.

Für den Installateur sind das gleich zwei Vorteile: Zum Einen braucht er kein Crimpwerkzeug mehr und zum Anderen ist diese Konfektionierung im Vergleich zu Standard RJ45-Steckverbindern deutlich schneller. Der breite Anschlussbereich von AWG 26 bis AWG 22 ermöglicht den Einsatz verschiedener Leitergrößen sowohl im Innenbereich in Schutzart IP 20 als auch im Außenbereich in Schutzart IP 67.

Elektronik sucht Gehäuse

Bei der Gebäudeinstallation ist nicht nur die Wahl der Anschlusstechnik, sondern ebenso die Entscheidung für ein Gerätegehäuse oft immens wichtig. Beispielsweise sorgt das BC-Gehäusesystem dank seiner Konformität zur Norm DIN 43880 für einen problemlosen Einsatz in den Standard Installationsverteilerkästen (Bild 4). Gemeinsam mit Deckelausführungen lassen sich die unterschiedlichsten Geräte im gleichen Gehäusedesign unterbringen. Dies ist insbesondere bei kleineren Gerätestückzahlen interessant, da sich in diesen Fällen der Bau eigener Spritzgusswerkzeuge aus ökonomischer Sicht nicht lohnt. Verschiedene Tiefen des Klemmeneinbauraums sorgen für Unabhängigkeit in der Wahl der Anschlussklemmen bei gleichzeitig maximalen Gehäuseinnenmaßen.

Um der zunehmenden Vernetzung in der Gebäudeautomation gerecht zu werden, lassen sich die BC-Gehäuse mit hochpoligen Tragschienen-Busverbindern kombinieren. Dieser 16-polige Querverbinder gestattet sowohl eine serielle und parallele Datenübertragung als auch die Energieversorgung. Auf diese Weise reduziert sich deutlich die Verdrahtungszeit und Fehlverdrahtungen werden nahezu ausgeschlossen. Darüber hinaus bieten Tragschienen-Busverbinder noch einen weiteren Vorteil: Das Stecken und Ziehen einzelner Geräte ist ohne Auflösung des Modulverbunds möglich, so dass die Signalübertragung zwischen den verbleibenden Geräten nicht unterbrochen wird. Das bedeutet, dass ein Gerätetausch oder Funktionserweiterungen ohne zusätzlichen Verdrahtungsaufwand erfolgen können.

Service und Verfügbarkeit

In der Gebäudetechnik ist es von entscheidender Bedeutung, dass bei umfangreichen Projekten eine große Geräte-Stückzahl termingerecht produziert, ausgeliefert und installiert wird. Kommt die Logistik ins Stocken, folgen daraus schnell Verzögerungen im gesamten Bauprojekt. Damit verbundene zusätzliche Kosten stehen häufig in keinem Verhältnis zum Wert der einzelnen Geräte.

Das Software-Tool Combicon select unterstützt den Anwender bei der Wahl der geeigneten Bauelemente. Es kann direkt über das Internet (siehe Infoclick) gestartet werden. Auf Wunsch lassen sich die gewählten Komponenten abschließend per Mausklick übers Internet im e–shop bestellen.

Da Phoenix Contact hochautomatisierte Fertigungsverfahren sowie ein modernes Logistikzentrum einsetzt, bleiben die Anschlusslösungen bei hoher Qualität kostengünstig und Lieferzeiten minimal.

Reibungsloses Zusammenspiel gefordert

Im Bereich Gebäudeautomatisierung bieten die Blomberger ein durchgängiges Lösungskonzept rund um die Gebäudeelektronik. Dazu gehören flexibel adaptierbare Elektronikgehäuse. Die Verdrahtung erfolgt über die funktionell gestalteten Leiterplattenanschlüsse Combicon compact oder auch über den werkzeuglos zu verdrahtenden Steckverbinder RJ45 Quickon. Die durchgängig aufeinander abgestimmten Komponenten sorgen für ein reibungsloses Zusammenspiel. Für den Endanwender bedeutet dies eine schnelle, sichere und nicht zuletzt kostengünstige Installation.

PHOENIX CONTACT, Tel. +49(0)5235 341845

*Dipl.-Ing. Ingo Werner ist Produktmanager Leiterplattenanschluss Combicon compact bei der Phoenix Contact GmbH & Co. KG in Blomberg.

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