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Die Handhabung muss es richten

Verkabelung: Profibus-Stecker optimieren Installation und setzen Standards
Die Handhabung muss es richten

Im Laufe der letzten 20 Jahre haben sich verschiedenste Feldbusstandards am Markt etabliert und die klassische Parallelverdrahtung von Signalen abgelöst. Rückgrat all dieser Feldbusse ist eine zuverlässige Verkabelung der Anlage. Anschlusskomponenten müssen einfach, schnell, fehlerfrei und zuverlässig zu installieren sein. Mit neuen Ideen verbessern und optimieren Experten deshalb die Handhabbarkeit der Profibus-Stecker immer weiter und verraten, worauf es ankommt.

Exklusiv in KEM Der Autor Norbert Brousek ist Produktmanager bei der Siemens AG, Industrial Automation Systems, Nürnberg

Sie werden oft hundertfach oder in großen prozesstechnischen Anlagen sogar tausendfach installiert – und deshalb gilt ihrer exzellenten Handhabbarkeit ein besonderes Augenmerk. Die Rede ist von Anschlusskomponenten für Feldbussysteme. Nur wenn alle Teilnehmer eines Feldbussystems ohne externe Störungen miteinander kommunizieren können, ist auch ein reibungsloser Produktionsablauf gewährleistet. Obwohl Ethernet-basierte Feldbussysteme in den letzten Jahren stark an Bedeutung gewonnen haben, stellt Profibus mit seiner hohen Anzahl an installierten Komponenten immer noch eines der am weitesten verbreiteten Systeme dar, und zwar weltweit. Grund genug, seinen Anwendern weiterhin neue, optimierte und innovative Komponenten für einen schnellen und zuverlässigen Anlagenaufbau zur Verfügung zu stellen. Im Rahmen einer Neuentwicklung haben Siemens-Experten deshalb die Handhabbarkeit der Profibus-Stecker weiter verbessert und optimiert. Neben den bereits existierenden Steckern rundet ein neuer Stecker nun die Familie der Anschlussstecker ab.
Anforderungen vor Ort
Für das Verdrahten der hohen Anzahl an Profibus-Geräten in einer Anlage bleibt oft nur wenig Zeit. Häufig wird das sogar im Akkord erledigt. Je schneller ein Stecker zu verdrahten ist, desto besser ist es. Zudem werden Verdrahtungsarbeiten häufig von angelernten Kräften vorgenommen. Hier gilt es, das Produkt so zu gestalten, dass auch Mitarbeiter mit wenig Übung und Fachkenntnis die Verdrahtung ohne Fehler vornehmen können. Viele Produktionsmaschinen laufen über fünf bis zehn Jahre –prozesstechnische Anlagen wie Glaswannen, Kraftwerke oder Raffinerien sogar über Jahrzehnte. Ein Austauschen der Verkabelung ist nicht nur teuer, sondern oft aufgrund der lokalen Gegebenheiten in der Anlage unmöglich. Kabel und Stecker müssen deshalb auch nach Jahren in rauer Industrieumgebung noch zuverlässig ihre Dienste verrichten. Deshalb kommt es beim Designen eines Profibus-Steckers ganz besonders auf die Details an, die dabei helfen, die voran genannten Anforderungen effizient und anwenderfreundlich umzusetzen.
Stecker dient als Lehre
Damit die Kabel auf die exakte Länge für die Verdrahtung des Steckers abisoliert werden können, steht ein spezielles Abisolierwerkzeug (Strippingtool) zur Verfügung. Markierungen auf diesem Tool zeigen die jeweiligen Bestellnummern und zugehörigen Abisolierlängen an. Der Anwender muss nur die richtige Bestellnummer auswählen, das Kabel in das Tool einlegen und abschließend durch mehrmaliges Drehen den Mantel und den Schirm entfernen. Diese Handhabung geschieht extrem schnell und garantiert immer die richtige Länge für den jeweiligen Stecker.
Selbstverständlich ist auch ein Abisolieren der Kabel ohne dieses Tool möglich. Dazu findet der Anwender bei jedem Stecker ein Beiblatt, in dem die korrekten Maße angegeben sind. Damit kann mit jedem beliebigen Standardwerkzeug das Abisolieren und Montieren vorgenommen werden. Bei den beiden neuen Profibus-Steckern 6ES7972-0BA70-0XA0 und 6ES7972-0BB70-0XA0 sind diese Maße direkt in das Gehäuse des Steckers eingearbeitet. Damit dient der Stecker gleichzeitig als Lehre. Der Anwender kann aus dem Bild auf dem Stecker die korrekten Maße entnehmen und diese überprüfen und zwar durch Anlegen des abisolierten Kabels an der Kante des Steckers.
Kein Fallen loser Teile
Ärgerlich ist, wenn bei der Montage eines Gerätes Teile herunterfallen und verloren gehen. Im harten Industriealltag werden Komponenten oftmals unter schwierigen Bedingungen montiert. So ist es keine Seltenheit, dass Verdrahtungsarbeiten in 3 bis 5 m Höhe erfolgen. Kleinteile gehen unter diesen Bedingungen oft unauffindbar verloren. Deswegen wurden alle Profibus-Stecker von Siemens gezielt so konstruiert, dass sie keinerlei verlierbare Teile aufweisen. Alle beweglichen Teile, wie die Pivots für die Aufnahme der Adern oder das Klappscharnier für das Fixieren des gesamten Kabels, sind so konzipiert, dass sie fest in ihrer Verankerung sitzen und sich nicht versehentlich vom Stecker lösen können.
Farben und Klarsichtfenster vereinfachen Verdrahtung: Alle Profibus-Stecker verfügen über durchsichtige Kunststoff-Pivots, welche die beiden Adern des Profibus-Kabels aufnehmen. Die farbliche Markierung in den Farben grün und rot erlaubt es auch einem Laien, das Profibus-Kabel, dessen Adern ebenfalls rot und grün markiert sind, eindeutig und fehlerfrei anzuschließen.
Integrierter Widerstand
Bei jedem Stecker ist ein Verdrahtungsplan direkt ins Gehäuse eingearbeitet. Dieser zeigt eindeutig an, wie das ankommende und abgehende Kabel einzulegen ist. Dies ist vor allem beim ersten und letzten Teilnehmer wichtig, da hier jeweils ein Abschlusswiderstand eingelegt werden muss. Mit Ausnahme des Low-Cost-Steckers verfügen alle Stecker über einen integrierten Abschlusswiderstand. Dieser muss, wie erwähnt, am ersten und letzten Teilnehmer der Linie eingelegt werden. Die Betätigung erfolgt dabei über einen von außen zugänglichen roten Schalter. Dieser Mechanismus erspart zum einen das Öffnen des Steckers zum Betätigen des Abschlusswiderstands, zum anderen erlaubt er, eindeutig zu erkennen, ob der Widerstand eingelegt ist oder nicht. So ist auch von weitem und ohne zusätzliche Hantierung zu erkennen, ob der Widerstand an der richtigen Stelle eingelegt ist. Außerdem würde ein versehentlich falsch eingelegter Widerstand das abgehende Kabel „abtrennen“. Die dahinter liegenden Teilnehmer sind dann nicht mehr erreichbar. Solch ein Verdrahtungsfehler kann damit schnell und eindeutig erkannt werden.
Zuverlässige Materialien
Nachdem ein Kommunikationsnetzwerk einmal installiert ist, muss es über viele Jahre hinweg zuverlässig seine Dienste verrichten. Änderungen und Korrekturen sind oft nur sehr aufwändig oder gar nicht mehr möglich. Die Profibus-Stecker gewährleisten dies. Zunächst wird durch die Auswahl geeigneter Materialien sichergestellt, dass die Stecker auch in rauer Industrieumgebung ihren Dienst zuverlässig und lange verrichten. Dies beginnt bei der sorgfältigen Auswahl des Kunststoffs für die Gehäuse, der Blechlegierungen für die Schirmung und endet darin, dass ausschließlich Goldkontakte zum Einsatz kommen.
Ein weiteres Plus für eine hohe Langzeitstabilität stellt die Schneidklemmtechnik („Fast Connect“) dar. Hierbei durchtrennen scharfe Schneidklemmen die Aderisolierung und kontaktieren punktuell den Kupferleiter. Bei diesem Vorgang kommt es zu einer Art Kaltverschweißen zwischen der Schneidklemme und dem Leiter. Es entsteht eine gasdichte Verbindung, die auch nach vielen Jahren noch einen zuverlässigen Kontakt gewährleistet.
Siemens, Tel.: 0911 895-0,
E-Mail: norbert.brousek@ siemens.com
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