LED-Leuchten anschließen, schützen und steuern

Verbindungstechnik LED-Leuchten anschließen, schützen und steuern

29.09.2016Autor / Redakteur: Lukas Muth * / Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

LED-Leuchten für die Industrie lassen sich vielfältig einsetzen. Genauso vielfältig sind die Geräteanschlussarten, die Steuerungstechnik und die verschiedenen Schutzmechanismen.

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LED-Leuchten im Einsatz: Bei der Installation von LED-Beleuchtungstechnik im industriellen oder gewerblichen Umfeld spielt der Schutz der Leuchtenanlage eine wichtige Rolle. Die Komponenten aus der Schutz- oder Geräteanschlusstechnik vereinfachen die Arbeit.
(Bild: Phoenix Contact)

Mit der LED-Technik unterliegt die Leuchtenindustrie einem rasanten Wandel. Für Produktion und Betrieb der Leuchten kann häufig auf Entwicklungen aus der Geräteanschluss-, Schutz- und Steuerungstechnik zurückgegriffen werden, die sich in anderen Anwendungen schon lange etabliert haben. Lange vorbei ist die Zeit, als die Schnittstelle zwischen Leuchte und Leuchtmittel klar definiert war, und sich der Edison-Sockel E27 als Standard etabliert hatte. Die aktuellen LED-Leuchten bieten unterschiedliche äußere Formen und lassen sich vielseitig einsetzen. Außerdem verfügen sie über einen hohen Anteil an elektronischen Baugruppen.

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Die Light Engine und das Betriebsgerät einer LED-Leuchte

Vom Prinzip her bestehen LED-Leuchten aus zwei Teilen: dem Leuchtmittel selbst – häufig auch als Light-Engine bezeichnet - sowie einem Betriebsgerät. Außerdem findet man häufig noch einen Überspannungsschutz. Die Baugruppen und ihre Verdrahtung werden von einem Gehäuse umschlossen. Leitungen mit Steuersignalen sowie zur Energiezuführung müssen auch bei der Leuchttechnik durch das Gehäuse zu den jeweiligen Baugruppen geführt werden.

In der Vergangenheit dienten hierzu oft sogenannte Kabelverschraubungen – dabei wird die Leitung durch eine Verschraubung geführt, und durch eine Gewindewirkung wird die Leitung mit dem Gehäuse fest und dicht verbunden. Im Inneren der Leuchte erfolgen dann weitere Anschlüsse. Das Vorgehen hat sich im Laufe der Jahre bewährt und wird kaum mehr in Frage gestellt. Dennoch gibt es inzwischen alternative Vorgehensweisen, die hier viel Zeit sparen. In der industriellen Geräte- und Steuerungstechnik sind schon seit vielen Jahren Installations-Systeme für recht unterschiedliche Anwendungen im Einsatz.

Diese Systeme sind zunächst für die Energieverteilung in weit verzweigten Maschinen, Anlagen und Gebäuden vorgesehen. Zu den Produktprogrammen gehören teilweise auch Wanddurchführungen, die sich gut für den Einsatz der immer komplexer werdenden LED-Technik eignen. Bei der Installation muss lediglich die Leitung abgemantelt werden, die Litzen müssen zugeordnet werden, dann wird bündig abgeschnitten und verschraubt.

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Verschiedene Werkzeuge, um die LED-Installation zu erleichtern

Installations-Systeme: Das Produktprogramm QPD (Quickon Power Distribution) deckt die Leiterquerschnitte von 0,5 bis 6 mm² ab und verfügt über 3-, 4- und 5-polige Wanddurchführungen, Steck- und Leitungsverbinder sowie T- und H-Verteiler.

Rundsteckverbinder: Das Produktprogramm „Pluscon circular“ bietet für die LED-Beleuchtung genormte Rundsteckverbinder in den Größen M5 bis M12. Die breite Auswahl an Bauformen ermöglicht durchgängige Anschlusslösungen für Geräte mit Datenraten bis 10 Gigabit/s - für den Anschluss von Signalen bis 17-polig sowie für die Leistungsversorgung mit bis zu 630 V und 16 A auf minimalem Bauraum.

Federkraft-Steckverbinder: Mit Stromstärken bis zu 6 Ampere erlaubt das Stecksystem PTSM bei einer Bauhöhe von nur 5,0 mm ein komfortables Anschließen von Einzelleitern in den Querschnitten 0,14 bis 0,75 mm². Varianten für „Wire to Wire“ und „Wire to Board“ sind ebenfalls erhältlich.

Überspannungs- und Geräteschutz: Die Überspannungsableiter aus dem Produktprogramm Blocktrab - für die Schutzklasse I oder II - eignen sich für isolierte und geerdete Leuchteninstallationen. Sie verfügen über einen niedrigen Schutzpegel von unter 1,3 kV und über einen Nennspannungsbereich von 100 bis 277 V_AC.

Steuerungen: Inline Controller – auch kurz ILC genannt – sind speicherprogrammierbare Kleinsteuerungen. Programmiert und konfiguriert werden sie gemäß IEC 61131 mit der Automatisierungs-Software PC Worx. Optional können diese Steuerungen auch mit einem Parametrierungsspeicher in Form einer SD-Karte betrieben werden.

Ein großer Vorteil der Installations-Systeme ist die robuste Bauart und der dadurch bedingte flexible Einsatz. Die Komponenten genügen den Schutzarten IP68 und IP69K sowie der Schlagfestigkeit IK07. Beim Einsatz dieser Systeme können die Leuchtenhersteller von kurzen Installationszeiten und einer sicheren Anschlusstechnik für die Energieversorgung der Leuchte profitieren (Bild 1).

Der Universal-Rundsteckverbinder vom Typ M12

Eine weitere Anschlussmöglichkeit - insbesondere wenn neben der Energie auch noch Signale an das Steuergerät übermittelt werden sollen - sind die gängigen M12-Steckverbinder. Diese Art des Anschlusses hat sich in der Automatisierungstechnik zur Verkabelung von Sensoren, Lichtschranken und Antriebselementen - um nur einige Beispiele zu nennen - durchgesetzt. Eine weitere Verbreitung erfuhr der M12-Steckverbinder durch die Weiterentwicklung der Feldbusse und durch das Industrial Ethernet.

Die M12-Steckverbinder sind robust und anwenderfreundlich, und eine Kodierung verhindert ein Fehlstecken. Für eine schnelle Inbetriebnahme können diese Rundsteckverbinder in nahezu allen denkbaren Varianten vorkonfektioniert bezogen werden. Den Leuchtenherstellern steht damit ein vollständiges Programm an konfektionierten Leitungen, Steckverbindern und Einbausteckverbindern zur Verfügung. Interessant für Leuchtenhersteller sind auch die Produkteigenschaften dieser Systeme für den Außeneinsatz. Die Einbausteckverbinder sind wasserdicht und schützen daher das empfindliche Innenleben der Leuchte gegen Wasser und Staub.

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