Erschienen am: 29.10.2015, Ausgabe SPS-MAGAZIN 11 2015

Weniger Kosten, mehr Leistung

Ob Hersteller von Motoren, Servo oder Linearantrieben: Die Nachfrage nach Einkabelverbindungen im Markt wächst. Schließlich warten beim Einsatz von Hybridlösungen - die Daten und Energie über eine Leitung transportieren - reduzierte Kosten sowie weniger Aufwand bei Inbetriebnahme und Wartung.


Bild 1: Die Einfachheit einer seriellen Verkabelungsmethode mit dem Hybridsteckverbinder htec. Gezeigt auf einer Verpackungsmaschine vom italienischen Hersteller Robox.
Bild: Intercontec Produkt GmbH

Bereits im Jahr 2000 brachte das Unternehmen Intercontec einen industrietauglichen Hybridsteckverbinder der Bauform M32 auf den Markt, der die Übertragung von Leistung und Signalen in einem Gehäuse vereinte. Dieses Modell twintec bewährt sich bis heute in vielen Anwendungen. Die Entwicklung ging weiter, mit der Tri-Funktionalität der sogenannten htec-Systeme, die Leistungs-, Signal- und Datenübertragung in einem Stecker vereint, das Buselement für Ethernet dabei aber separat schirmt. Das System verfügt über alle notwendigen Signal- und Busanschlüsse, ermöglicht die Integration unterschiedlicher Feldbussysteme und ist somit vielseitig einsetzbar. Ziel war es hier, die Verkabelung so gering wie möglich zu halten, um Systemkosten zu sparen sowie Gewicht und Wartungsaufwand zu reduzieren. Kurzum: Das gesamte System wird durch den Wegfall träger Masse wie Kabel und Schaltkasten entlastet und ist so weniger anfällig für Betriebsstörungen.

Hybridtechnik für hohe Leistung

Das Modell 740 htec ist ein Hybridsteckverbinder für den oberen Leistungsbereich und wie alle Steckverbindervarianten der 740-Serie individuell konfigurierbar. Neben den verschiedenen Polbildern und Steckkodierungen können Anwender beim separat abgeschirmten Ethernet-Element zwischen ein und zwei Aderpaaren oder sechs Datensignalen wählen. Dadurch lassen sich bei besonders beengten Platzverhältnissen zusätzliche Resolver- und Feldbustecker einsparen. Wichtig für Kunden aus vielen Branchen ist eine möglichst hohe Prozesssicherheit. Die htec-Systeme sind vibrationsfest bis 25g und erfüllen je nach Anforderung die Schutzarten IP67 bis IP69K. Der integrierte Schnellverschluss-Mechanismus umfasst eine Sicherheitsverriegelung. Durch eindeutige Wegbegrenzung während des Steckvorganges lassen sich die Stecker erst verriegeln, wenn die Kontaktierung vollständig hergestellt ist. Zusätzliche Kodierungen am Gehäuse verhindern falsches Zusammenfügen. Neben Standardleitungen sind heute immer mehr individuelle Lösungen gefragt, die auf die unterschiedlichen Vorgaben und Konzepte der Hersteller zugeschnitten sind. Ziel der Speziallösungen ist es, das vorhandene Rationalisierungspotenzial auszuschöpfen. Ein klassisches Beispiel ist die Daisy Chain: Anstatt jeden Motor separat und aufwendig aus dem Schaltschrank zu verkabeln, werden die Servomotoren und Linear-einheiten miteinander verkettet. Die Dimensionierung ist dabei je nach Anwendung unterschiedlich und hängt von den Leistungen der Motoren und den Anschlussleitungen ab. Durch Daisy-Chain-Verkettung von Antrieben ist jeder Motor mit einer integrierten Steuereinheit ausgestattet, wobei der erste Motor einer Kette mit dem Control-System im Schaltschrank verbunden ist. Der Rationalisierungseffekt ist groß, da nur Verbindungsleitungen zum nächsten Motor benötigt werden - das Einsparungspotenzial an Kabeln ebenfalls. Bei einer Verpackungsanlage mit einer Motorenleistung von 1,2kW aus der Lebensmittelindustrie beispielsweise waren vormals zwei 250m-Kabel für Signal- und Leistungsleitungen nötig. Die neue Lösung benötigt hingegen nur ein Hybridkabel mit insgesamt 30m Kabellänge. Zwei Schaltschränke, vorher jeweils 2x2m, benötigen jetzt nur noch 0,5x0,5m Platz .

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Weitere Einsatzbeispiele

An Etikettiermaschinen konnten per Daisy Chain bis zu 30 Motoren mit einer Leistung von 400 bis 500W verbunden werden. Um zu verhindern, dass bei dieser Anwendung für den Automotive-Manufacturing-Bereich aufgrund der langen Leitungslängen von 120m zwischen den einzelnen Motoren Verluste bei Signalübertragung und Stromversorgung auftreten, wurde das komplette System mit 80 Motoren auf fünf Linien mit fünf Steuerungen aufgesplittet. Für die Verkettung von 2kW-Motoren etwa, können sieben bis acht in einer Daisy Chain zusammengeschlossen werden. Weitere spannende Anwendungsmöglichkeiten finden Einkabellösungen in Bereichen wie Verpackungs- und Lebensmittelindustrie, an Liftsystemen, Robotern, Montagelinien und im Maschinenbau.