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BELDEN Wire & Cable

Belden Electronics GmbH Standort Neckartenzlingen

TRACO ELECTRONIC GMBH

ISH Ingenieursozietät GmbH

RECOM Power GmbH

Systemlösung für die Feldebene

Die wesentlichen Funktionen heutiger industrieller Automatisierungssysteme, wie z.B. Energieverteilung, Leitungsschutz, funktionale Sicherheit und industrielle Netzwerkinfrastruktur sind in Schaltschränken untergebracht. Für reine Feldinstallationen (IP67 bis IP69K) müssen diese von „Plug-and-Produce“-fähigen Feldgeräten übernommen werden. LioN-Power bezeichnet eine neue Produktfamilie solcher Geräte für die Smart Factory. Zurzeit besteht sie aus aktiven E/A-Modulen, E/A-Hubs, einer programmierbaren Steuerung, Ethernet-Switches samt allen erforderlichen Steckverbindern und Kabeln (Bild 2). Weitere Geräte, wie etwa zur Leistungsverteilung, Spannungsversorgung und Cloud-Kommunikation befinden sich in der Entwicklung.

Steckverbinder und Kabel: Das „Plug-and-Produce“-Konzept für die Feldebene erfordert Steckverbindungen, die internationalen Standards sowie den Schutzarten IP65, IP67 und IP69K (gemäß DIN EN 60529) entsprechen. Umspritzte Rundsteckverbinder mit M8- und M12-Gewinde bieten einen besonders hohen Schutz gegen Feuchtigkeit und Schmutz und sind in vielfältigen Varianten erhältlich.

Bildergalerie

S-, L-, K- und T-kodierte M12-Power-Steckverbinder von Lumberg Automation (gemäß 61076-2-111/CD ©IEC) bieten eine kostengünstige, zuverlässige und flexible Lösung für eine Stromübertragung bis zu 16 A.

Diese neuen Steckverbinder verringern den Verkabelungsaufwand und benötigen im Vergleich zu klassischen 7/8-Zoll-Steckverbindern deutlich weniger Platz auf dem jeweiligen Endgerät und ermöglichen dadurch ein kompaktes Gerätedesign (Bild 3). L-kodierte M12-Steckverbinder sind auch als die neue Standard 24-V-Geräteverbindung für PROFINET vorgesehen.

Mit L- oder K-kodierten M12-Power-Steckverbindern konfektionierte Anschlussleitungen mit einem Leiterquerschnitt von 2,5 mm² sorgen für geringe Übertragungsverluste bei hohen Temperaturen bis 125 °C.

Noch kompaktere Kabelführung und einfachere Installationen lassen sich mit Y-kodierten M12-Steckverbindern gemäß 61076-2-113/CD©IEC erreichen (Bild 3), welche Leistungs- und Datenübertragung in einem Kabel ermöglichen (6 A/24 V, 100 MBit/s).

Aktive E/A-Module: Aktive E/A-Module dienen zur Anbindung von Sensoren und Aktoren, um deren Daten über ein industrielles Ethernet-Netzwerk an eine SPS zu übertragen.

Aus den zahlreichen industriellen Ethernet-Protokollen werden PROFINET, EtherNet/IP und EtherCat als besonders erfolgversprechend angesehen.

Die schiere Anzahl der heute installierten verschiedenen Protokolle sowie die jeweilige regionale Präferenz erfordern einen zusätzlichen Aufwand beim Bau von Maschinen und Anlagen für den globalen Einsatz.

Moderne aktive E/A-Module mindern diesen Aufwand, indem sie mehrere Protokolle in einem Gerät unterstützen und dadurch in unterschiedlichen Netzwerken eingesetzt werden können.

Bei allen Multiprotokoll E/A-Modulen der Familie LioN-Power kann das erforderliche Protokoll sehr komfortabel mittels Drehschalter eingestellt werden.

Auf der Ein-/Ausgangsseite hat sich IO-Link als leistungsfähiger und zukunftsträchtiger Standard etabliert. So hat zwischen 2012 und 2014 die Zahl der installierten IO-Link-Knoten jährlich um durchschnittlich 79 % zugenommen.

IO-Link entspricht dem internationalen Standard IEC 61131-9, ist unabhängig vom Netzprotokoll und ermöglicht eine umfassende Diagnose und Parametrierung von Sensoren und Aktoren. Aktive E/A-Module bieten neben IO-Link-Ports auch digitale Ein- und Ausgänge für größere Flexibilität und Funktionalität.

Alle LioN-Power IO-Link Master führen IO-Link-Ports der Klasse A und stromstärkere Ports der Klasse B (beide über M12 A-kodiert oder M8 5-polig) zum Anschluss von Endgeräten höheren Leistungsbedarfs.

Aktive E/A-Module müssen mit der zunehmenden Miniaturisierung Schritt halten und den aktuellen Sicherheitsanforderungen an elektrische Geräte nach UL 61010-1 entsprechen. Geringe Geräteabmessungen lassen sich durch den Einsatz von M12-Y-kodierten Hybrid-Steckverbinder in Kombination mit M8-Steckverbindern (gemäß IEC 61076-2-104) für alle E/A-Anschlüsse erreichen (Bild 3).

E/A-Hub: E/A-Hubs sind IO-Link-Slave Geräte, die eine Erweiterung von Maschinen und Anlagen ermöglichen. Hierzu wird die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation von IO-Link zur Leistungs- und Datenübertragung von bis zu 16 digitalen E/A über Entfernungen bis zu 20 m genutzt. Für längere Distanzen (bis zu 100 m) und/oder mehr als 16 E/A-Ports (in Reihe) sind Subbus-Lösungen wie das LioN-Link-System erhältlich.

Industrie 4.0

Raspberry Pi für die Industrie und Automotive-Anwendungen

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