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Elektromechanik Steckverbinder

www.elektronikjournal.com30 elektronikJOURNAL 03a / 2008

Zentral versus verteilt – das ist hier die Frage! Als wichtiger Trend lässt sich seit einiger Zeit der Wechsel von zentralen zu de-zentralen Steuerungskonzepten feststellen. Abhängig davon ist die Entwicklung und Fertigung des entsprechenden Steckverbinders. Wie stehen nun Steckverbinderhersteller zu dieser Th ematik? „Zentrale Lösungen müssen sich vor allem durch Packungsdichte, Identifi zierbarkeit, Sicherheit vor falscher Handhabung, Funk-tionssicherheit, Lebensdauer, Flexibilität und Ausbaubarkeit aus-zeichnen“, weiß Robert Grischany, Sales Manager bei Reichle & De-Massari in Wien. Er erläutert wei-ter: „Im verteilten Bereich steht die Anpassung an die örtlichen Gegeben-heiten im Vordergrund: Im Büro zählt zum Beispiel die Sicherheit der An-schlüsse vor ungewünschtem Abste-cken, ebenso wie Übersichtlichkeit und Ästhetik. In Industrieumgebungen kommt es auf Widerstandsfähigkeit ge-

Bild: Fotolia, nullacht-15, www.pixeltrap.de

gen unwirtliche Einsatzbedingungen, wie Vibrationen, Nässe oder Schmutz an. Reichle & De-Massari bietet für alle diese Anwen-dungen die jeweils passenden Produkte.“

Pro und Kontra sehenAuch bei Harting betrachten die Entwickler die Angelegenheit sehr entspannt: „Wir sehen das Ganze nicht dogmatisch. In den 90er Jah-ren wurde oft vom schaltschranklosen Aufb au gesprochen, und es fanden viele kontroverse Diskussionen zwischen denjenigen statt,

die entweder alles dezentralisieren wollten, und denjenigen, die an einen vollständig zentralen Automatisie-rungsaufb au glaubten“, blickt Andreas Huhlmann, Produktmanager bei Har-ting in Espelkamp zurück. Er führt fort: „Beide Parteien hatten unrecht, denn es gibt durchaus ein sinnvolles Neben-einander oder sogar Miteinander, quasi

„Wir bieten sowohl für zentrale als auch für dezentrale Anwendung die jeweils passenden Produkte“, ist sich Robert Grischany von Reichle & De-Massari in Wien sicher.

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Zentral versus verteilt – das ist hier dieie F Frage! Als wichtiger Trend lässt sich seit einiger Zeit der Wechssel vvonon zentralen zu de-zentralen Steuerungskonzepten feststellen. AAbhbhänä gig davov n ist die Entwicklung und Fertigung des entsprechenddeen Steckverbinders. Wie stehen nun Steckverbinderhersteller zuzu ddieser Th ematik? ?„Zentrale Lösungen müssen sich vor allem duurch Packuk ngsdichth e, Identifi zierbarkeit, Sicherheit vor falscherr Handhabung, Funk-tionssicherheit, Lebensdauer, Flexibilität unnd Ausbaubarkeit aus-zeichnen“, weiß Robert Grischany, Sales MManager bei Reichle & De-Massari in Wien. Er erläutert wei-ter: „Im verteilten Bereich steht die Anpassung an die örtlichen Gegeben-heiten im Vordergrund: Im Büro zählt zum Beispiel die Sicherheit der An-schlüsse vor ungewünschtem Abste-cken, ebenso wie Übersichtlichkeit und Ästhetik. In Industrieumgebungen kommt es auf Widerstandsfähigkeit ge-

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Hamlet lässt grüßenSteckverbinder in der Industrieautomatisierung optimal einsetzen

Hatte Shakespeare den dänischen Prinzen noch über Sein oder Nichtsein philosophieren lassen, steht in der Industrieautomatisierung die Diskussion zwischen zentralen oder verteilten Lösungen im Mittelpunkt. Mit an Bord sind die Steckverbinderhersteller, die sich vermehrt den verschiedenen Entwicklungsströmen beugen müssen.

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fi les auch maßgeschneiderte Konzepte und Simulationen, um ent-wicklungsbegleitend die Integration in das Gerät zu unterstützen“, so Andreas Huhlmann. Dabei geht das Angebot nach eigenen Aus-sagen über den Steckverbinder an sich hinaus. Der Hersteller bietet Connectivity Module bis hin zu hochkomplexen Backplanelö-sungen. Huhlmann holt weiter aus: „Die Planung einer Installation wird durch unsere Systemkompetenz unterstützt. So bieten wir für industrielle Ethernetnetzwerke neben dem vollständigen Cabling auch die Ethernetnetzwerkkomponenten an.“ Das lässt sich ein vollständiges System schaff en, das mit überdurchschnittlicher Lei-stung und einfacher Installation durch abgestimmte Schnittschnel-len punktet. Auf der anderen Seite unterstützen die Espelkamper den Installateur mit Hilfe von Systemkabeln und einfach feldkon-fektionierbaren Steckverbindern mit Harax-Technologie. Was bie-tet Phoenix Contact dem Elektriker im Feld? „Dem Installateur werden vielfältige Montagehilfen für einfache und schnelle Lei-teranschlusssysteme geboten“, beantwortet Dieter Peters die Frage. „Das sind Systeme, die ohne Sonderwerkzeug auskommen.

Auf sichere Anschlusstechnologien setzenPhoenix Contact nutzt hier die Piercecon-Technik, bei der eine Kontaktnadel von vorn in die Ader gedrückt wird.“ Des Weiteren kommen Schneidklemmtechnik (Insulation-Displacement-Contact-Technik, IDC) als Schnellanschlusstechnik sowie federbasierten Techniken eine hohe Bedeutung zu. Bei der IDC-Technik muss die Ader nicht abisoliert und auch kein Spleißschutz eingesetzt werden. „Neben den Leitungsanschlusshilfen erleichtern Verbesserungen für das einfache und schnelle Stecken die Arbeit des Elektrikers im Feld“, äußert sich der Produktverantwortliche weiterhin. Dabei kommt bei M12-Steckverbinder nicht nur das Push-Pull-Prinzip zum Einsatz, sondern auch die selbstkonzipierte Speedcon-Technik. Hier las-

Eine Frage der PhilosophieIn der Industrieautomatisierung sind die Entwicklungstendenzen beim Steckverbinder stark mit dem allgemeinen Trend in der Auto-matisierungstechnik verknüpft. Hier vollzieht sich bereits seit einiger Zeit der Wandel von zentralen zu dezentralen Steuerungskonzepten. Aber: Den Einsatz des Steckers bestimmt letztendlich die Applika-tion. Wobei viele Vorteile für eine Dezentralisierung sprechen, weil zunehmend Hybridsteckverbinder zum Einsatz kommen, die kos-tengünstig und platzsparend sind sowie Entwicklungspotential auf-weisen.

Auf einen Blick

die Synthese beider Konzepte. Man kann das mit dem Menschen vergleichen. Hier fi nden wir zentrale Steuerungsaufgaben im Ge-

hirn und dezentrale Aufgaben im Körper verteilt. Auch in der Automatisierung zeigt sich heute, dass erst in der Synthese von zentral und dezen-tral optimale modularisierte Maschinen und Anlagen aufgebaut werden.“ Für den Espel-kamper Hersteller bedeutet das eine Betrach-tung des Gesamtsystems. Huhlmann spricht davon, dass sich nur aus der Systemkompetenz, wie sie beispielsweise für Ethernetnetzwerke

zum Tragen kommen, optimale Installationssy-steme entwickeln lassen. „Für diese Installations-

systeme bedarf es immer der Lösung für den dezen-tralen Aufb au mit optimaler IP 67 Device Connectivity

und der Lösung für den Schaltschrank mit Installations-komponenten wie Durchführungen und IP 20-Steckverbindern, die ein abgestimmtes Gesamtsystem bilden.“ Auch das Blomberger Un-ternehmen Phoenix Contact verspricht sich viel von der Dezentra-lisierung: „Im Zuge der Dezentralisierung werden zunehmend Da-ten- und Energiebusse eingesetzt. Eine Entwicklung, die auch bei den Herstellern von Steckverbindern zu neuen, innovativen Pro-dukten führt“, erklärt Dieter Peters, verantwortlich für das Produkt-marketing Pluscon im Geschäft sbereich Geräteanschlusstechnik. Der Hersteller konzipierte beispielsweise den Duplicon eigens für den Einsatz als Energiebus-Steckverbinder. Die vermehrte Verlage-rung ins raue Feld zieht im Besonderen konstruktive Folgen nach sich, so dass einige Steckverbinder bereits Anforderungen der Schutzklasse IP 69K erfüllen. Phoenix Contact setzt daher bei den schweren Industriesteckverbindern auf korrosionsbeständige Alumi-niumlegierungen, Edelstahlverriegelungen und Vitondichtungen.

Mehrwert bietenAus der genannten Problematik ergibt sich die Frage, was die Steck-verbindersysteme für Entwickler zum Beispiel hinsichtlich der Soft -ware bieten und welchen Nutzen die Leute im Feld aus dem ent-sprechenden Produkt ziehen können. Harting unterstreicht sein Konzept der Steckverbinderlösung im Gesamtkonzept, denn so wird jedem das geboten, was er auch wirklich benötigt – und diese Wünsche können verschieden ausfallen. „Dem Entwickler des Ge-räts bieten wir neben allen für die Integration notwendigen Daten- ➜

Hält durch die IDC-

Technik extremen

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stand; überzeugt

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von Reichle &

De-Massari.

„Es gibt ein sinnvolles Miteinander zwischen zentralen und dezentralen Konzepten“: Andreas Huhlmann von Harting in Espelkamp.

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fi lelel s s auauchch maßgeschneiderte Konzzepeptet undn Simulattioionen, um ennt-t-wickluunngsbegleitend die Integratioon inin ddas Gerätät zu unterstützenn““,sso Andn rreas Huhlmann. Dabei gehhtt dad s Angebot nachh eigenen Aus--saaggen n übüber den Steckverbinder anan ssicich h hiinaus. Der Hersteller bietettCConnnnnecececttivity Module bis hin n zuz hochkomplexen Backplanelö-sus ngn enen. Huhlmann holt weiterr a ausu : : „Die Planung einer Installationwiwiw rdrdd durch unsere Systemkokompmpetetenz unterstützt. So bieten wir fürinininduddud strielle Ethernetnetzwwererkeke neben dem vollständigen CCababliliinnggauch die Ethernetnetzwerrkkkkomompoponenten an.“ Das lässt sisichch einvollständiges System schhaffaff e en, d das mit überdurchschnittlicchheher Lei-i-stung und einfacher Inststalallalatitionn d durch abgestit mmmtete S Schnininittttscscscchnh elel---len punktet. Auf der aandndererenen SSeiitet unterstütützezen didie EsEspepeppelkkklkaamamppeperrden Installateur mit Hillfefe vvonon S Systemkabeln n unu d einfaccchh h fefefeelldldkoookonn-nfektionierbaren Stecckvvererbiindnderernn mit HHarax-x-Technologig e.e.e. WWWasa bbiie-tet Phoenix Contacctt dedemm Elektrikikere im Feld? ? „Dem IIInssstatatat llllatatatateuee rwewerden vielfältige MMonntatagegehih lfen fffürüü einfache und sscs hnnnneelellele L LLLei-teteraranschlusssysteme gebooteten“n , beannttwwortet Diettere Peeterrrss s die FrFrFraaagage.„„Dasas s sind Systeme, die oohnhnee Sondeererwew rkzeug auskoommmenn.

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Eine Frage der PhilosophieIn der Industrieautomatisierung sind die Entwicklungstendenzenbeim Steckverbinder stark mit dem allgemeinen Trend in der Auto-matisierungstechnik verknüpft. Hier vollzieht sich bereits seit einiger Zeit der Wandel von zentralen zu dezentralen Steuerungskonzepten. Aber: Den Einsatz des Steckers bestimmt letztendlich die Applika-tion. Wobei viele Vorteile für eine Dezentralisierung sprechen, weil zunehmend Hybridsteckverbinder zum Einsatz kommen, die kos-tengünstig und platzsparend sind sowie Entwicklungspotential auf-weisen.

Auf einen Blick

ddie SSyntheh se beiidder Konzeptee. Man kann das mmitt dddddememee M Mennscschehen n vergleichen. Hier fi nden wirir zentrale Steuerunngsgsauuufgfggabababa enen i im m Ge-

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„Es gibt ein sinnvollesgMiteinander zwischen zentralen und dezentralen Konzepten“: Andreas Huhlmannvon Hartingin Espelkamp.p p


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sen sich bei der Montage von Rundsteckverbindern Buchsen- und Stift seite durch eine Rändelschraube anschließen, die anstelle von den üblichen bis zu fünf Umdrehungen nur mit einer halben Um-drehung festgezogen wird. Darüber hinaus können Anwender den Speedcon auf ein klassisches Gewinde schrauben. Phoenix Contact bietet ein zusätzliches Bonbon: In der Regel werden Befestigungs-schrauben für Kodierbolzen genutzt, sollte es notwendig sein, dass schwere Steckverbindungen gegen Fehlstecken geschützt werden müssen. Alternative: Ein Kodierprinzip, das mit Hilfe von Kunst-stoffk eilen funktioniert, die sich ganz simpel in die Kodiernute am Kontakteinsatz einschieben lassen. Der Anlagenkonstrukteur wird vom Hersteller allerdings auch nicht auf dem Feld stehen im Regen stehen ge-lassen. So hat er nach Beratung im In-ternet Soft waretools für die einfache Produktauswahl sowie 2D und 3D-Zeichnungen zur Verfügung. Darüber hinaus hat er die Möglichkeit Bemus-terungen zu ordern und Produktdaten-blätter abzurufen.

Der Schweizer Hersteller R&M stellt seine Produkte als Shapes für MS Visio zur Verfügung. „Darüber hinaus haben wir ein eige-nes Planungsprogramm namens R&M-Netplanner entwickelt“, verkündet Robert Grischany nicht ohne Stolz und erklärt: „Der Planer kann damit die Ausschreibung übersichtlich und exakt er-stellen, der Projektant die Produkte in der genau passenden Menge und Ausführung ordern. Für die Leute im Feld wird damit schnel-le, einfache Montage ermöglicht.“ Im Feld will der Schweizer Her-steller den Installateur mit Produkten für Kupfer und Fibre Optic unterstützen. Grishany sieht hier vor allem Flexibilität, Schnellig-keit und Kosteneffi zienz bei der Installation als Vorteile und legt daher auf Modularität und Rückwärtskompatibilität großen Wert.

Schwachstellen umgehenWas muss nun ein Hersteller anstellen, um seinen Kunden optimale Performanz zu bieten und Fehlerquellen gleich von Anfang an zu vermeiden? R&M sieht seine Pluspunkte in der hochwertigen Qua-lität – die Produktion fi ndet ausschließlich im Nicht-Billiglohnland Schweiz statt – gefolgt von Flexibilität, Modularität, Rückwärts-kompatibilität und Normkonformität. „Dazu kommen weit rei-chende Garantien: Fünf Jahre Produkt-, 20 Jahre System- und lebenslange Applikationsgarantie; also ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis“, verkündet Robert Grischany mit Stolz. Er sieht keiner-lei Schwachstellen in den sich auf dem Markt befi ndenden eigenen

Überzeugt beim Anschluss von Buchsen- und Stiftseite

durch eine Rädelschraube mit einer halben Umdrehung,

wo sonst fünf gebraucht werden: Die Speedcontechnik

von Phoenix Contact.

Produkten, da diese sonst nicht zum Verkauf ange-boten würden. Darüber hinaus vermeidet das Un-ternehmen Geschäft sbereiche, in dem es nicht in der Lage ist, überzeugende Leistungen zubringen. „Hier agieren wir getreu dem Motto: Wir machen nichts, was andere besser könnten. Ein Bereich, in dem wir zum Beispiel noch Potenzial für uns sehen, ist unsere Produktvielfalt bei Stromverteilungssys-temen.“ Harting ist sich nach eigenen Aussagen sicher, dass der Steckverbinder im Kontext einer durchgän-

gigen industriellen Automatisierungslösung steht. Aus dem Netz-werk wird das Installationssystem generiert. Aus der Applikation beim Anwender werden die Installationsanforderungen und damit die Anschlusstechnik des Steckverbinders vorgegeben. Die Elek-tronik und der Aufb au des Gerätes bestimmen schließlich die Inte-grationsmethode des Steckverbinders. „Neue Baureihen wie der Push-Pull-Hybrid basieren auf dieser Kenntnis. Dieser Steckver-binder ist Bestandteil eines hybriden Maschinen-Installationssy-stems. Wir haben aber in der Automatisierung viele historisch ge-wachsene Steckverbinder, zu denen immer wieder Kompatibilität

gefordert wird. Diese Forderung kann auch ein Hemmschuh sein“, weiß An-dreas Huhlmann. Dies war seiner Mei-nung nach vor allem im Ethernetum-feld zu beobachten, weil hier die Entwicklungen zwischen den Extre-men schwankten, nämlich dem Feld-bus M12 und dem Offi ce RJ 45. „Aus Sicht des Anwenders wäre hier ein ein-heitlicher Steckverbinder wünschens-wert gewesen. Es wurde allerdings eine

Vielzahl von Lösungen geschaff en. Hier ist eine Bereinigung in der Zukunft notwendig“, so der Produktmanager.

Die richtige Konfektionierung auswählen Eine wichtige Rolle bei der Auswahl des optimalen Steckverbinders spielt das Th ema Installation. In diesem Rahmen erhitzt nach wie vor die Diskussion, ob Vor- oder Feldkonfektionieren besser ist, die Gemüter. Welchen Standpunkt vertreten unsere Experten? Phoenix Contact sieht die Sache diplomatisch: „Beide Varianten haben ihre Berechtigung in unterschiedlichen Einsatzgebieten“, erläutert Dieter Peters. Wenn der Anwender eine vorkonfektionierte Leitung ein-setzt, weiß er hundertprozentig, dass seine Verbindungsleitung mit gleich hoher Qualität gefertigt wurde. Dass heißt, sie ist nahezu feh-lerfrei. Ein weiterer Vorteil ist, dass er nur ein Artikelnummer ver-walten und bestellen muss, wodurch weniger Lagerplatz erforderlich ist. Vorausgesetzt es sind wenige Modelle auf Lager zu halten. „An-sonsten ist die Lagerhaltung zweier Steckverbinder und einer Rolle Leitung kostengünstiger als die Lagerung von zum Beispiel 50 ver-schiedenen vorkonfektionierten Leitungen.“

Auf der anderen Seite entwickelten die Blomberger Steckverbin-der, die schneller, einfacher und sicherer konfektionierbar sind und stärkt so die Feldkonfektionierung. Denn wie bereits erwähnt macht die Lieferzeit der bereits vorkonfektionierten Leitungen kurzfristige Änderungen unmöglich. Das Ziehen längerer, schon mit Steckern

„Der Einsatz von Daten- und Energiebussen bei der Dezentralisierung führt zu neuen, innovati-ven Steckverbindern“, so Dieter Peters von Phoenix Contact in Blomberg.


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Subminiatur Push–PullSteckverbinder

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versehener Leitungen durch Kabelkanäle ist in vielen Fällen nicht immer realisierbar. „Hier ist die Konfektionierung nach der Lei-tungsverlegung unumgänglich. Hersteller haben dieser Situation Rechnung zu tragen. Sie müssen also beides, anbieten“, resümiert Dieter Peters. Auch der Schweizer Hersteller sieht Vor- und Nach-teile in beiden Konfektionierungsarten. Vorteil der Vorkonfektio-nierung: Einfache Anschlusskomponenten lassen sich fabriksmäßig kostengünstiger produzieren und die Sauberkeit ist leichter einzu-halten. Hingegen ermöglicht die Feldkonfektionierung einerseits die fl exible Anpassung an die örtlichen Gegebenheiten, ist jedoch auf der anderen Seite kostenintensiv in der Produktion und zudem anfällig bei Verschmutzungen vor Ort, so dass ein zusätzlicher Schutz notwendig ist. „Bei Baustellen mit hohem Schmutzgrad ist Feldkonfektionierung allerdings nur für Fiber Optic zu empfehlen“, weiß Robert Grischany und fügt hinzu: „Bei Kupfer ist der Einsatz vorkonfektionierter Ware und die Fertigstellung, zum Beispiel der Anschluss der Dosen nach Endreinigung eher ratsam.“

Der Applikation Rechnung tragenAuch Harting ist sich in dieser Frage sicher: Die Antwort kann nur die Applikation geben. Bei-spiel Eins: eine Serienmaschine mit fest defi nierten Installations-komponenten. „Hier ist die Vor-konfektion mit geprüft en System-kabeln, die kostengünstig in Serien produziert wird, das Optimum. Da kann die Vor-Ort-Anschluss-technik nicht mithalten, denn es besteht immer die Möglichkeit, dass beim Anschluss Fehler unter-laufen“, äußert sich Andreas Huhl-mann. Gegenbeispiel: Bei einer Anlage, die vor Ort aufgebaut wird, punktet die Feldkonfektio-nierung mit Charakteristika wie schnell, sicher, einfach. Vorausge-setzt sie ist hundertprozentig si-cher, denn diese Art der Konfekti-onierung ist abhängig von optimal aufeinander abgestimmten Kom-ponenten. „So bilden auch hier Kabel und Steckverbinder ein ab-gestimmtes System. Dieser An-spruch wird immer wichtiger, und Harting reagiert darauf durch voll-

ständige industrielle Verkabelungslösungen.“ Darüber hinaus un-terstützt der Espelkamper Hersteller den Komponentenansatz der Profi bus Nutzerorganisation, die eine Prüfvorschrift für die Inter-operabilität beinhaltet. Der Anwender erhält so die Möglichkeit, bei der Feldkonfektion Produkte diverser Unternehmen zu mixen, ohne jedoch die Leistungsfähigkeit des Gesamtsystems zu beein-trächtigen. „Also: klarer Fokus auf Vorkonfektion und Feldkonfek-tion“, zieht Huhlmann Bilanz. „Und die Verbindung beider Konzepte ist das Steckgesicht, denn das muss für beide Konzepte gleich sein. Denn auch hier gibt es viele Applikationen, die beides brauchen und im Reparaturfall hat die Feldkonfektion oft Priorität.“ (eck) ■

INFO Harting, Tel. (+49 57 72) 470, [email protected] & De-Massari, Tel. (+49 22 36) 966 50-0, [email protected] Contact, Tel. (+52 35) 300, [email protected]

VORTEIL Der Anwender ist König, denn er erhält je nach Applikation und Anforderung zuverlässige Stecker, die eine sichere Verbindung garantieren.

Basiert auf der Kenntnis, dass Elektronik

und Aufbau des Gerätes die Integrati-

onsmethode des Steckers vorgeben: Der

Push-Pull-Hybrid von Harting.


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