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Aktuelles über Steckverbinder

Installation, Stecker, Klemme, Verteiler, Steckverbinder, Miniatur, Kontakt

harting10216Fachartikel

Im Zuge der Integrated Industry entstehen immer mehr Smart Factories. Harting stellt hierfür eine Infrastrukturbox vor, die die Weiterentwicklung vom Schaltschrankaufbau mit hutschienenbasierten Automatisierungsgeräten in ein hochintegriertes Gerätedesign zeigt. So lassen sich künftig Maschinen und Anlagen flexibel nach dem Konzept von Industrie 4.0 vernetzen.


Kennzeichnend für die Smart Factories ist ein modularisierter Aufbau, mit dem Maschinen und Anlagen flexibel im Produktionsprozess kombiniert werden können. Voraussetzung dafür ist eine leistungsfähige Infrastruktur, die die Automatisierungsmodule mit Daten, Signalen und Energie versorgt, wesentliche Managementfunktionen aufnimmt und so einen einfachen und vor allem hoch verfügbaren Betrieb bei maximaler Flexibilität und minimalem Aufwand möglich macht.

harting20216Für die „Smart Factory KL“ spezifizierte ein Arbeitskreis, zusammengesetzt aus führenden Automatisierungs- und Netzwerk-Anbietern, die wesentlichen Funktionen der Infrastruktur. Auf dieser Basis zeigte Harting bereits auf der Hannover Messe 2014 eine erste leistungsfähige Infrastrukturbox, die mit hoch performanten Industriegeräten vollgesteckt war.

Allerdings waren diese „Schaltschränke“ mit einem Gewicht von bis zu 30 kg und einem Volumen von 0,250 m3 noch zu unhandlich, um den Ansatz eines smarten und universellen T-Stücks für Maschinen und Anlagen der Smart Factories zu erfüllen. Die funktionale Nutzbarkeit wurde jedoch mit dem Schaltschrankaufbau bewiesen. Deren Miniaturisierung ist aber die entscheidende Voraussetzung, die Installations- und Kostenanforderungen der Anwender zu erfüllen.

Steckverbinder für Industrie 4.0

harting40216Die Smart Factory KL hat sich die Aufgabe gestellt, zum Betrieb der Smart Factory KL-Anlage eine Infrastruktur mit einheitliche Steckverbindern und standardisierten Hard- und Soft-Ware Schnittstellen zu spezifizieren. Der Anlagen- oder Maschinen-Aufbau mit einer Infrastruktur verändert dabei auch die Anforderungen an die eingesetzten Industriesteckverbinder.

So wird innerhalb des Lebenszyklus aufgrund der hohen Flexibilität und der damit einhergehenden Um-Konfiguration von deutlich höheren Steckzyklen bis zu 10.000 ausgegangen. Daher ist die Verwendung von HMC Steckverbindern, die speziell für diese Anwendungen entwickelt worden, ein Schritt in Richtung Industrie 4.0 auf der Ebene von Installations-Komponenten, die vielfach gar nicht im Kontext Industrie 4.0 betrachtet werden. In der Infrastrukturbox werden daher in der zweiten Generation HMC „Han-Modular“-Steckverbinder eingesetzt.

Hard- und Softwareschnittstellen

Das technische Konzept für die Hard- und Software Schnittstellen der Infrastrukturbox beinhaltet die folgenden Bausteine:

– Schaltmodul mit:
  • Galvanischen Trennung
  • Elektronische Sicherung
  • Messeinheit
– Controller mit:
  • Webinterface
  • OPC UA Server
  • SQL Server
– Switch:
  • Gemanagter 1Gbit Switch
– 8 V/24 V Versorgung:
  • 48 V Schaltnetzteil 300W
  • DC/DC Wandler für 24 V
Für die universelle Einsetzbarkeit der Infrastrukturbox sorgen die standardisierten Schnittstellen und Funktionen wie der intelligente Informationsaustausch über OPC UA sowie integrierte Schalt-, Warn- und Schutzfunktionen. Insbesondere der Min- / Max-Wächter bietet durch die Überwachung von entweder Spannung, Strom oder der Leistung die Unterstützung für Condition Monitoring durch z. B. die frühzeitige Erkennung von Abweichungen elektrischer Werte, die zu Ausfällen führen können. Eine weitere Funktion ist das Webinterface, über das z. B. das Ein-und Ausschalten der Ausgänge vorgenommen wird und die Daten des OPC UA Servers abgerufen werden. Damit ist sowohl eine Administration über das Netzwerk als auch vor Ort möglich.

Technologiestudie smarte Infrastrukturbox

harting50216Auf der SPS Drives 2015 in Nürnberg stellte Harting als Technologiestudie eine smarte Infrastrukturbox vor, deren Volumen um 85 % reduziert wurde. Sie kommt damit der Vision vom smarten T-Stück sehr nahe und ist mit leistungsfähiger Hardware sowie Softwarebausteinen ausgerüstet. Um den vielfältigen Anforderungen aus unterschiedlichen Applikations- und Leistungsbereichen entsprechen zu können, wurde eine modulare Bauweise, gepaart mit einer technischen und baulichen Skalierbarkeit, realisiert.

Die Skalierbarkeit der Infrastrukturbox umfasst die wesentlichen technischen Leistungsdaten wie Stromtragfähigkeit, Spannung, Art und Leistung des Switches, mit oder ohne Leistungsmessung, Anzahl der Abgänge. Weiterhin wurde zur Messe erstmalig eine Benutzeroberfläche in die Infrastrukturbox integriert, das folgende Funktionen ermöglicht:

– Konfiguration der IB über Remote Desktop (VNC) für z. B. Software Updates

– SSH Terminal zur Parametrierung der IB
  • Schwellwerteinstellungen der elektronischen Sicherungen (0-16A eff.)
  • Auslösecharakteristik für Einschaltschutz (Festlegung der Einschaltversuche bis zum max. Einschaltstrom) zur Differenzierung zum Kurzschluss
– Display zur Visualisierung der IB
  • Anzeige von Leistung und Spannung pro Abgang und den Backbone
  • Kurvendarstellung der letzten 200 Messwerte pro Abgang und Backbone
  • Manuelles oder Schwellwertbasiertes Schalten der Ausgänge über Bedienelemente oder Display
harting30216So kann über die intuitiv zu bedienende Benutzeroberfläche der IB die Infrastruktur mit angeschlossenen Maschinen-Modulen einfach in Betrieb genommen (plug and produce) und überwacht werden. Damit werden im Rahmen der Smart Factory KL Infrastrukturboxen durch Harting konzipiert, die die geforderten Anforderungen nach Flexibilität sowie hoher Verfügbarkeit erfüllen. Erstmalig können Module unterschiedlicher Hersteller einfach und sicher mit den Infrastrukturboxen verbunden werden.

Die Autoren sind Andreas Huhmann (r.), Harting KGaA und John Witt, Harting Electric.
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Di Sep 12 @09:00 Risikobeurteilung gemäß Maschinenrichtlinie 2006/42/EG Veranstalter: Schmersal
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