Schaltschrank-Verdrahtung
Verbindungssystem auf Geräte-Ebene
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Intelligentes Verbindungssystem auf Geräte-Ebene
Verdrahtungskonzept für den Schaltschrank
Welche Möglichkeiten gibt es, um diese Herausforderungen zu meistern? Außerhalb des Schaltschranks haben industrielle Feldbussysteme zu einer enormen Effizienzsteigerung bei Verkabelungsarbeiten sowie der Inbetriebnahme geführt. Denn sie ersetzen die langen Kabelstränge, die früher für die Verbindung der Steuerung mit den Sensoren und Aktoren notwendig waren. Als Industriestandards leisten verschiedene Feldbustechnologien seit vielen Jahren einen wichtigen Beitrag zur Effizienzsteigerung – besonders bei räumlich ausgedehnten Anlagen. Innerhalb der Schaltschränke wird nach wie vor konventionell verdrahtet. Aber warum?
Es könnte ein naheliegender Gedanke sein, Feldbussysteme auch innerhalb des Schaltschrankes zu verwenden. In der Praxis wird dies für komplexe Geräte wie Softstarter, Frequenzumrichter und Touchpanels bereits umgesetzt. Für die Vernetzung einfacher Schaltgeräte kommt diese Technologie jedoch bisher nicht zum Einsatz. Gründe hierfür sind die hohen Kosten einer Feldbus-Anschaltung sowie der oftmals nicht benötigte Funktionsumfang.
Um die mit konventioneller Verdrahtung einhergehenden Herausforderungen wirkungsvoll und kosteneffizient zu meistern, wird jedoch ein intelligentes Verdrahtungs- und Kommunikationssystem benötigt, das, in der Automatisierungspyramide unterhalb des Feldbusses angesiedelt, speziell für den Einsatz im Schaltschrank konzipiert und gleichzeitig in der Lage ist, Sensoren und Aktoren außerhalb des Schaltschranks mit einzubinden.
Man stelle sich eine Schaltschrank-Verdrahtungsmethode vor, bei der alle wesentlichen Komponenten und Schaltgeräte direkt miteinander verbunden werden, wodurch der Großteil der Verkabelung entfällt und die Platzanforderungen des Steuerschranks verringert werden. Projektierung, Montage, Test und Inbetriebnahme werden somit erheblich beschleunigt. Zudem können die Daten über alle in der Industrie üblichen Feldbussysteme übertragen werden.
Ein solches Verbindungssystem auf Geräteebene steht dem Markt heute bereits zur Verfügung. Einfache Standardkomponenten wie Taster, Schütze, Motorstarter oder Softstarter werden dabei mit Hilfe von Gerätesteckern zu intelligenten, kommunikationsfähigen Geräten. Im Schaltschrank sind die Komponenten über eine mehrpolige Flachleitung miteinander verbunden, die sowohl die Stromversorgung als auch den Datentransfer übernimmt. Für die Anbindung der Geräte an eine handelsübliche Steuerung kommen Gateway-Module zum Einsatz, die über Standard-Feldbussysteme mit der SPS kommunizieren.
Ein so gestaltetes Verbindungs- und Kommunikationssystem bringt den Vorteil, dass es den Großteil der Steuerungsverdrahtung zwischen den E/A-Modulen und Komponenten wie Motorstartern oder Befehls- und Meldegeräten ersetzt. Gleichzeitig entfallen die für die Komponenten vorgehaltenen E/A-Module an der SPS.
Auf diese Weise ist es möglich, die Montagezeiten für elektrische Einrichtungen stark zu verkürzen. Der Aufwand für Tests reduziert sich erheblich, da nur eine einzige Leitung zu prüfen ist. In die Kommunikationsmodule integrierte Diagnoseelemente zeigen den Status der angeschlossenen Komponenten sowie der Verbindung an und beschleunigen den Prüfungsvorgang sowie die Inbetriebnahme weiter. Dieser Funktionsumfang ermöglicht auch effizientere Wartungs- oder Reparaturarbeiten, da sich der Prüfer aufgrund der optischen Statusanzeigen des Verkabelungssystems schnell einen Überblick verschaffen kann und Störungen oft sofort erkennt, ohne messen zu müssen.
Die intelligenten Geräte können nicht nur digitale Informationen bereitstellen, sondern auch analoge oder prozessspezifische Daten, die den Anwender zudem bei Diagnose und Fehlerbehebung unterstützen.
Unzulässige Manipulationen, wie sie bei traditionellen Systemarchitekturen möglich sind, gibt es bei solch einem intelligenten Verbindungssystem im Schaltschrank nicht bzw. wären sofort ersichtlich. Damit bietet diese Technologie dem Maschinenbauer zudem einen erhöhten Manipulationsschutz.
Alle beschriebenen Funktionen und noch mehr Eigenschaften finden sich im Verbindungs- und Kommunikationssystem SmartWire-DT von Eaton – einem „intelligenten“ Verbindungs- und Kommunikationssystem auf Geräte-Ebene (siehe Kasten).
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SmartWire-DT steht für eine Verbindungstechnik, die den Anschluss und die Kommunikation zwischen Steuerungen und Schaltgeräten, Sensoren und Aktoren innerhalb und außerhalb des Schaltschranks rationalisiert. Zu den wichtigsten Leistungsmerkmalen dieser Lösung zählen:
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Weitergehende Informationen
[1] Einwag, H.: Ist eine konventionelle Verdrahtung noch zeitgemäß?. White Paper, abrufbar unter www.eaton.eu/de/iw/mac
Der Autor:
| Dipl.-Ing. Heribert Einwag |
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| ist als Produktmanager bei Eaton in Bonn für das intelligente Verbindungssystem SmartWire-DT verantwortlich. Er studierte Elektrotechnik an der Bergischen Universität Wuppertal. Er ist seit rund 30 Jahren für das Unternehmen tätig, bei dem er in die Software-Entwicklung von Programmiersystemen involviert war, bevor er ins Produktmanagement wechselte. |
HeribertEinwag@Eaton.com
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