Phoenix Contact entwickelt modulares Elektronikgehäuse

Elektrotechnische Bauelemente

Modulares Elektronikgehäuse für IoT-Geräte von Phoenix Contact

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Die Anforderungen an zukunftsorientierte Automatisierungsgeräte sind vielfältig – Gerätehersteller suchen heute hochflexible und multifunktionale Gehäusesysteme. Hier bietet das neue Gehäusesystem ICS von Phoenix Contact abgestufte Größen, erweiterte Anschlusstechnik und optionale Busverbinder.

Dipl.-Ing. Joachim Gräfer, Produkt-Marketing Electronics Enclosures, Device Connector Solutions, Phoenix Contact GmbH & Co. KG, Blomberg

Inhaltsverzeichnis

1. Vielfältige Einsatzmöglichkeiten
2. Frei positionierbare Kommunikationsanschlüsse
3. 8-poliger Tragschienenbus
4. Industrie 4.0 und Online-Konfiguration
5. Funktionen der Gehäuse

 

Erst durch den Einbau der bestückten Leiterplatte im Elektronik-Leergehäuse wird die elektronische Schaltung zum Gerät. Die eingebaute Leiterplatte wird durch das Gehäuse geschützt und kann auf die Tragschiene im Schaltschrank eingebaut werden, wo sie nach der elektrischen Verdrahtung und der Inbetriebnahme als Gerät ihre Aufgabe erfüllt. Neben dem Schutz der Elektronik und der einfachen Befestigung als Gerät auf der Tragschiene spielt die Anschlusstechnik eine wichtige Rolle.

Konventionelle Gehäusekonzepte bieten dem Gerätehersteller oft nur Anschlussmöglichkeiten, die sich auf Printklemmen und Grundleisten mit Steckeranschluss beschränken. Um der Leiterplatte weitere Anschlussmöglichkeiten zu erschließen, müssen zur Aufnahme der Signal- und Kommunikationsanschlüsse Ausbrüche und Ausfräsungen in das Gehäuse eingebracht werden. Aus Platz- und Geometriegründen bietet sich hier oftmals nur die Deckelfläche des Leergehäuses an. Kabel, die über einen Stecker an USB-, D-Sub- und RJ45-Buchsen angeschlossen sind, müssen dann im Bogen in die hinten liegenden Kabelkanäle geführt werden.

Vielfältige Einsatzmöglichkeiten

Die Anforderungen an ein Elektronik-Leergehäuse richten sich auch nach der jeweiligen Applikation – von der Prozess-, Fabrik- und Gebäudeautomatisierung über die Steuerungs- und Regelungstechnik bis hin zu Power Supply- und Safety-Anwendungen. Design und Farbgebung fließen in eine Entscheidung für ein Gehäuse genauso mit ein wie technische Anforderungen – etwa die einbaubare Leiterplattenfläche und die Funktionalität der Anschlusstechnik. Neben mehrpoligen kodierbaren Steckeranschlüssen kann die Leiterplatte des Industrial Case Systems, kurz ICS, von Phoenix Contact mit standardisierten Gehäuseelementen für integrierte Kommunikationsanschlüsse bestückt werden – wie etwa RJ45 und USB für Industrie 4.0-Anwendungen oder D-Sub- und Antennenanschlüsse. Über eine neuartige Einschubtechnik wird die bestückte Leiterplatte einfach und schnell in das Gehäuse eingeschoben und verrastet. Ausgehend von gängigen Gehäusebreiten mit 22,5 mm bietet das Gehäuse mit der neuen Breitenabstufung in der Basisbreite mit 25 mm jetzt genügend Platz, um auch Relais, Elektrolyt-Kondensatoren oder andere hochbauende Komponenten auf der Leiterplatte anordnen zu können. Die Ausführung mit 20 mm ermöglicht eine größere Gehäusedichte auf der Tragschiene. In weiteren Varianten kommen Gehäuse in den Breiten mit 15, 40 und 50 mm hinzu. Die Höhen und Tiefen des Gehäuses orientieren sich im Bereich von 77 bis 132 mm am Bauraum im Schaltschrank. Auch die Höhen und Tiefen werden ausgebaut. Das ICS-Gehäuse mit der eingeschobenen Leiterplatte wird mit einem geschlossenen Gehäusedeckel oder mit transparentem Klappdeckel über eine wieder lösbare Verrastung verschlossen.

Frei positionierbare Kommunikationsanschlüsse

Mit der Möglichkeit, auch zwei Leiterplatten in ein Gehäuse mit einer Basisbreite von 20 oder 25 mm einsetzten zu können, eröffnet das Gehäuse neue Perspektiven. Denn damit kann die bestückbare Leiterplattenfläche von circa 10.000 auf 20.000 mm2 in einem ICS-Gehäuse mit Standardabmessungen – 100 mm Höhe und 110 mm Tiefe – verdoppelt werden. Zur Tragschiene hin kann die Leiterplatte mit einem Funktionserdkontakt (FE) sowie mit Kontakten zum 8-poligen Tragschienenbusverbinder T-Bus 8 ausgeführt werden.

Das Anschlusskonzept basiert auf einer neuen Gehäusephilosophie: Neben mehrpoligen Grundleisten, die über die zugehörigen Stecker miteinander kodiert werden, können Kommunikationsanschlüsse wie RJ45-, USB-, D-Sub- oder Antennenanschlüsse mittels Blenden – sogenannter Filler – mit Funktionsausschnitten frei auf der Leiterplattenseite positioniert und in jeder beliebigen Position und Gehäuseetage bestückt in das Gehäuse eingeschoben werden. Aufwendige Fräsarbeiten oder nachträgliche Bearbeitungen für die Ausschnitte solcher Anschlusstechniken entfallen dann. Die Kabelabgänge dieser Anschlüsse befinden sich nicht mehr auf der Gehäusedeckelseite, sondern sind an der Gehäuseseite angeordnet. Somit befinden sie sich in unmittelbarer Nähe zum Kabelkanal und zur Tragschiene, wo auch die übrigen Stecker der Einzeladern zum Gehäuse geführt werden. Die Kabel gelangen dann ohne aufwendige Kabelschleifen oder -knicke direkt in den darüber- oder darunterliegenden Kabelkanal. Der Gehäusedeckel kann auch weiterhin für eine kopfseitige Parametrier- oder Konfigurationsschnittstelle mit einem USB-Ausschnitt oder ähnlichem ausgeführt werden.

8-poliger Tragschienenbus

Auch das Tragschienenbuskonzept wurde erweitert. Durch das Rastermaß der Kontaktabstände von 2,54 mm kann das neue Tragschienenbus-Element T-Bus 8 jetzt acht Leiterplattenkontakte aufnehmen: entweder acht parallele Kontakte oder eine Kombination aus parallelen und maximal zwei seriellen. Da es sich bei diesem T-Bus technologisch um das gleiche Prinzip- und Steckgesicht wie beim Frontanschlussgehäuse ME-IO handelt, können beide Systeme kombiniert werden. Zudem haben Tests ergeben, dass der Achterbus für Kommunikationsfrequenzen von bis zu 100 MHz eingesetzt werden kann.

Individualisiert wird das Gehäuse schon durch die Farbgebung – zahlreiche Standardfarben stehen zur Auswahl. Gehäuse, Deckel, Anschlusstechnik und Blenden können – in geschlossener Ausführung oder mit Funktionsausschnitten – auch mit verschiedenen Farben zusammengestellt werden. Individuelle Bedruckungen an unterschiedlichen Positionen sind ebenso möglich wie die Bearbeitung für Bohrungen, Ausschnitte und Durchbrüche.

Industrie 4.0 und Online-Konfiguration

Über einen Online-Selektor und -Konfigurator kann das Elektronikgehäuse ICS in wenigen Schritten im Internet nach individuellen Kundenanforderungen zusammengestellt werden. Die nutzerfreundliche Auswahl und Konfiguration aller Einzelkomponenten mit Drag-and-Drop ist auch auf mobilen Endgeräten kein Problem. Über ein Auswahlmenü wird zunächst die Gehäusegröße mit Farbvarianten und zugehörigen Gehäusedeckel in geschlossener Ausführung oder mit transparentem Klappdeckel ausgewählt. Dann wird die Anschlusstechnik gewählt: Steckergrundleiste mit kodierbaren Steckern mit Push-in- oder Schraubanschluss, T-Bus-8-System mit parallelen und seriellen Kontakten sowie FE-Kontakt. Zu guter Letzt kommen die Kommunikationsanschlüsse, die auf einer oder zwei Leiterplatten je Gehäusebasisbreite positioniert werden. Bei jeder Auswahl wird das Gehäuse detailliert auf dem Bildschirm dargestellt. Zum Schluss steht das Leiterplatten-Layout als 3D-Datei in einem wählbaren Dateiformat zum Download zur Verfügung. Die Konfiguration kann auch in Zwischenschritten gespeichert und später aufgerufen und fortgesetzt werden. Abschließend können die Einzelkomponenten in eine Stückliste exportiert und zur Bestellung in den Warenkorb übertragen werden. eve

www.phoenixcontact.de

Details zur Gehäuseserie:

t1p.de/d4rq

Messe elektrotechnik 2019: Halle 4, Stand C42

Messe embedded world 2019: Halle 3, Stand 241

Messe all about automation 2019: Halle B1, Stand 404


PLUS

Funktionen der Gehäuse

  • neue Produktfamilie für e IoT- und I4.0-Anwendungen
  • in der geplanten Ausbaustufe in den Gehäusegrößen mit den Breiten von 15 bis 150 mm, Höhen von 77,5 bis 167,5 mm und Tiefen von 42,5 bis 155 mm
  • Schraub- und Push-in-Anschlusstechnik
  • Kodiersystem zur Verarbeitung in Wellen- und Reflow-Lötprozessen
  • erstmalig im Gehäusestandard integrierte Anschlusselemente zur Aufnahme von RJ45-, USB-, D-Sub- und Antennen-Standardanschlüssen
  • Schnellmontage durch Becherbauform und einfaches Einschieben der bestückten Leiterplatte
  • 2 Leiterplattenplätze in jedem Gehäusebecher
  • über den optionalen 8-poligen T-Bus-Tragschienenbusverbinder ist die Verbindung der einzelnen ICS-Gehäuse untereinander möglich
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