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INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2021

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INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2021

KOMPONENTEN UND SOFTWARE

KOMPONENTEN UND SOFTWARE Eine runde Sache Warum Sie auf modulare Steckverbinder in der Automation nicht verzichten sollten So vielfältig die Anforderungen und Lösungen im Bereich der Automation heutzutage sind, so unterschiedlich sind auch die elektrischen Bauteile und Komponenten. Gut also, wenn man auf modulare Lösungen zurückgreifen kann, die maximale Flexibilität bieten. Patrick Rieckhoff, Technischer Leiter bei der ILME GmbH in Wiehl Von Kunde zu Kunde, von Projekt zu Projekt wechselnde Bedürfnisse an die automatisierte Anlage lassen sich mit standardisierten Komponenten oft nicht vollends abdecken. Die Flexibilität, die von erfolgreichen Unternehmen der Automatisierung gefordert wird, wird daher auch von den einzelnen Bauteilen gefordert. Mixo, der modulare ILME-Steckverbinder für die Automation, gleicht einem einfachen Baukastensystem. Je nach Anzahl der Mixo-Module bzw. der Größe des Steckverbindergehäuses stehen fünf verschiedene Halterahmen zur Verfügung, von einem Rahmen für 1 Moduleinheit (ME) bis zu einem Rahmen für sechs Moduleinheiten. Nun zum interessanten Teil: für die Schnittstellen, die in dem Steckverbinder abgebildet werden sollen, stehen über 80 verschiedene Mixo-Module zur Auswahl (Buchsen- und Stiftmodule als 1 Modul gesehen). Darunter nicht nur welche für die elektrische Leistungsund Signalübertragung, sondern auch für Datenübertragung, Lichtwellenleiter, Videosignale und sogar Druckluft. Mathematisch ergeben sich somit 806 mögliche Konfigurationen. Alle können wir Ihnen in diesem Artikel natürlich nicht vorstellen – und auch die gesamte Bandbreite an Modulen würde den Rahmen sprengen – jedoch zeichnen sich gerade für die Anforderungen der Automation einige hochinteressante MIXO-Module aus. Verschiedene Datenstandards sind mit an Bord Eine der wichtigsten Aufgaben von Schnittstellen in der Automatisierung ist die zuverlässige Übertragung verschiedener Datenstandards. Weitläufige Industrial IoT Netzwerke mit hohen Linkstrecken zwischen den Teilnehmern können mit dem Mixo Megabit Modul CX 08 D5 stabil und zuverlässig aufgebaut werden. Mit dem Modul lassen sich vier Shielded Twisted Pairs (STP), aber auch Unshielded Twisted Pairs (UTP) nach Cat. 5e Class D, verbinden. Eine Gigabit Ethernet Übertragung nach 1 000BASE-T und eine Linklänge von bis zu 100 m kann so in dem IIoT Netzwerk erreicht werden. Passend für die Anforderungen einer Industrie 4.0 Ein kompaktes Maschinendesign, kleinere und leichtere Steckverbindergehäuse und somit ein platzsparendes und wirtschaftliches Gesamtkonzept, kann mit dem Mixo RJ45-Modul CX 01 J8…I mit IDC- Schneidklemmanschluss realisiert werden. Durch den direkten Anschluss der Ethernet Leitung an den RJ45-Einsatz wird die Einbautiefe drastisch reduziert, wodurch Gehäuse kleiner ausfallen können. Selbstverständlich geeignet für den physischen Aufbau modernster Industrial Ethernet Netzwerke mit bis zu 10 Gbit/s nach IEEE 802.3an 10GBASE-T durch Cat. 6 A Class E A und verschiedenen Kodierungen (TIA 568A, TIA 568B und Profinet). 32 INDUSTRIELLE AUTOMATION 03/2021 www.industrielle-automation.net

KOMPONENTEN UND SOFTWARE 01 02 03 01 Das Gigabit-ModulCX 08 I6: die spezielle Kontur des Moduls trennt die vier STP-Leiterpaare auch im Steckverbinder voneinander 02 Beim Modul CX 20S I werden 20 empfindliche Signale separat geschirmt im Modul übertragen 03 Beim Mixo-HDMI-Modul CX 01 MI lassen sich Videosignale mit 4K Ultra HD im HDMI-Standard übertragen Benötigt das Industrie-4.0-taugliche Datennetzwerk noch höhere Übertragungsgeschwindigkeiten und hohe Linkstrecken, evtl. sogar in Kombination mit PoE, PoE+ oder PoDL, so bietet hier das Mixo Gigabit Modul CX 08 I6 eine entsprechende Hochleistungsschnittstelle. Vier konstruktiv voneinander getrennte Shielded Twisted Pairs (STP) lassen sich, gerade durch die spezielle Kontur des Mixo-Moduls konsequent geschützt, durch eine 360 ° Abschirmung steckbar verbinden. Hierdurch sind höchste Gigabit-Datenraten nach 10GBase-T mit Cat. 6A und einer Linklänge von bis zu 100 m möglich. Hohe Bandbreite an Kontakten für Sensoren und Aktoren Müssen Signale von Sensoren oder Befehle für Aktoren aus einem Teil der Anlage zu einem anderen Teil befördert werden oder müssen diese zu den entsprechenden PLCs und Steuerungen gelangen, so benötigt die modulare Schnittstelle auch Module mit einer hohen Bandbreite von Kontakten. 432 Pole in einem „Schweren Steckverbinder“ für industrielle Anwendungen klingen unvorstellbar, und doch ist dies theoretisch möglich. Mit dem Modul CX 36 I für 36 Signalkontakte auf nur einer Moduleinheit lassen sich in einem doppelreihigen Steckverbindergehäuse mit insgesamt 12 Modulplätzen 432 Pole mit Kenndaten von 4A/ 32V/0,8kV 3 konfigurieren. Praktikabel ist diese Kontaktdichte aufgrund der hohen Leitungsdurchmesser sowie Steck- und Ziehkräfte nicht mehr, jedoch bietet dieses Modul mit seinen 36 Kontakten auf nur einer Moduleinheit die höchste Bandbreite von Kontakten für Sensoren und Aktoren. Benötigen leistungsstarke Aktoren höhere Ströme oder Spannungen, so bietet hier das Modul CX 42 D eine ebenfalls hohe Kontaktdichte von leistungsstarken 10A-Crimpkontakten der Serie CD und Kenndaten von 10 A/150 V/2,5 kV 3. Heruntergerechnet auf eine Moduleinheit beträgt die Bandbreite statt 36 Pole nur 21 Pole, dafür steht jedoch eine fast 12-fach so hohe einzelkontaktbezogene Leistungsfähigkeit zur Verfügung. Handelt es sich um eine störempfindliche Verbindung oder einen sensiblen Sicherheitsschaltkreis, der separat abgeschirmt werden muss, so kann diese EMV-Abschirmung durch das Mixo-Modul CX 20S I getrennt vom restlichen Steckverbinder erfolgen. Empfindlichste Signalleitungen werden in diesem 20poligem Modul 360 ° abgeschirmt mit Kenndaten von 4 A/ 32 V/0,8 kV störstrahlungssicher übertragen. Robust, mit integrierter Leistungsversorgung Mathematisch ergeben sich 806 mögliche Steckverbinder-Konfigurationen Keine Maschine kommt ohne eine Energieversorgung aus. Daher gilt es, auch diese Versorgung von elektrischer Leistung mit in dem modularen Mixo-Steckverbinder zu integrieren. Eine typische Netzspannung als Energieversorgung der Anlage oder Maschine kann ohne großen Konfektionierungsaufwand in dem modularen Steckverbinder abgebildet werden. Mit den Kenndaten von 16 A/400 V/6 kV 3 bzw. 500 V im Verschmutzungsgrad 2 und dem werkzeuglosen Schnellanschluss Squich lässt sich das 5polige Mixo-Modul CX 05 SH in Sekundenschnelle konfektionieren und vibrationsbeständig, dank Käfigzugfedertechnik, in den bestehenden Mixo-Steckverbinder integrieren. Einsatz in Prüfeinrichtungen Vielseitige Prüfeinrichtungen einer automatisierten Anlage mit hohen Prüfspannungen und Prüfströmen können mit Hilfe des High Tension Moduls CX 02 4H betriebssicher konstruiert und betrieben werden. Dank der hohen Bemessungsspannung von 2 900/5 000 V, des hohen Bemessungsstroms von 40 A und der hohen Stoßspannungsfestigkeit von 15 kV im Ver- schmutzungsgrad 3 können individuelle Schnittstellen für die jeweiligen Prüflinge mit diesem 2-poligen Modul des Baukastensystems aufgebaut werden. All-in-one-Steckverbinder für smarte Industrial Devices Selbst spezielle Schnittstellen, z. B. für Videosignale, lassen sich mit einem modularen Steckverbinder abbilden. Industrial Control Panels, Anzeigen und Bildschirme sowie andere Mensch-Maschine-Schnittstellen (HMI) lassen sich im Handumdrehen mit der aus dem Personal Computer Bereich bewährten HDMI-Schnittstelle verbinden. Das Mixo-HDMI-Modul CX 01 MI macht genau dies möglich, indem das dazugehörige Patchkabel für HDMI 1.4 und 2.0 einfach in das Modul eingelegt wird. So lassen sich nicht nur Videosignale mit 4K Ultra HD 60 Hz sondern auch 18 Gbit/s Ethernet und ARC direkt mit übertragen. In Kombination mit weiteren Modulen lässt sich so der perfekte All-in-One Steckverbinder für smarte Industrial Devices aufbauen. Leicht im Handling Kommt es nach der Konfiguration des modularen Mixo-Steckverbinders nun zu der Montage, so zeichnet sich das Ilme-System durch das leichte Handling aus. Die einzelnen Module werden einfach wie Bausteine aneinandergereiht zusammengeschoben und man erhält einen fixierten Monoblock. Anschließend wird dieser einfach in den entsprechenden Halterahmen eingesetzt und mit den beiliegenden Clips arretiert. Der so zusammengebaute Kontakteinsatz kann dann entsprechend konfektioniert und in das Steckverbindergehäuse eingebaut werden. Muss später eine Schnittstelle modifiziert werden, kann der Modulblock für dieses Retrofit einfach wieder ausgebaut, gelöst und angepasst werden. Bilder: Ilme www.ilme.com www.industrielle-automation.net INDUSTRIELLE AUTOMATION 03/2021 33

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