Wenn Geräteausfälle direkt auf ungünstige Betriebsbedingungen zurückzuführen sind, liegen etwa 20 % der Fälle an Verkabelungs- oder Verbindungsproblemen. Nur wenige Techniker sind sich bewusst, dass die widrigen Umgebungsbedingungen, unter denen ihre Geräte arbeiten, eine wichtige Rolle bei der Auswahl von Netzwerkkabeln und -steckern spielen. Durch genauere Betrachtung der Details lässt sich die Effizienz jedoch deutlich steigern, indem Ausfallzeiten reduziert werden.
Verbindungen können herstellerunabhängig und über alle Typen hinweg konsolidiert werden, was zu erheblichen Materialkosteneinsparungen und einer höheren Gesamteffizienz führt. Die herkömmliche Punkt-zu-Punkt-Verdrahtung ist mit gewissen Kosten verbunden, darunter Materialkosten für Leitungen, Rohre und einzelne Kabel, Drähte und Fittings; die Kosten für die benötigten Leitungen, wie z. B. größere Kanäle für mehrere oder dickere Kabel; und die Kosten für die gemäß den Normen vorgeschriebenen Trennstücke zur Trennung von Kabeln unterschiedlicher Spannungen. Schließlich fallen auch Arbeitskosten für die einzelnen Anschlüsse und gegebenenfalls für das Biegen von Rohren durch Elektriker an.
Kriterien für eine effiziente und wirtschaftliche Lösung:
Angesichts der Anlagengröße, der Systemkomplexität, der Anzahl der benötigten Ein- und Ausgänge sowie der Kosten für Installation, Abnahmeprüfung vor Ort und Anlagenskalierung – im Falle einer Werkserweiterung – können die Gesamtkosten erheblich sein. Bei der Entwicklung einer effizienteren und wirtschaftlicheren Lösung sind verschiedene Kriterien zu berücksichtigen.
Im ersten Schritt muss die Einsatzumgebung definiert werden, in der das Gerät funktionieren soll. Diese Umgebung lässt sich durch Umgebungs- und Betriebstemperaturschwellenwerte, Vibrationen und mechanische Stöße, elektromagnetische Störungen (EMI) und Hochfrequenzstrahlung (HF), Luftfeuchtigkeit, Einwirkung von Sonnenlicht, Schmierstoffen, Lösungsmitteln und Kühlschmierstoffen sowie Kraftstoffen und Schweißrückständen charakterisieren. Variable Bedingungen, wie z. B. Hochdruckschläuche und periodisches Eintauchen, die in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie üblich sind, müssen ebenfalls berücksichtigt werden. Sobald die Umgebungsbedingungen der Anwendung definiert sind, lässt sich die geeignete Verkabelungslösung für das Gerät leichter auswählen.
Als Nächstes müssen die Positionen der Ein- und Ausgänge am Gerät festgelegt werden, da die Verwendung einer Anschlussdose die Zusammenführung der Verbindungen erleichtert. Weltweit bieten Tausende von Herstellern vorkonfektionierte Ein- und Ausgangsanschlüsse für ihre Geräte an. Anschließend müssen die ungefähren Längen vom Endgerät zum Ein-/Ausgangspunkt sowie die Rückstrecke zum Zusammenführungspunkt in der Anschlussdose berechnet werden.
Der Schlüssel zum Erfolg liegt in der Zusammenarbeit mit Ihrem Lieferanten für Steckverbinder und Kabel. Ein Lieferant wie Molex unterstützt Sie bei der Erstellung der Stückliste für Ihre Geräte. Er bietet Ihnen außerdem eine Plug-and-Play-Verbindungsstrategie für Ihre Steuergeräte. Dies ist entscheidend für den Gesamterfolg Ihrer Implementierung. Ebenso wichtig ist die Auswahl der passenden Steckverbinder und Kabel sowie der abgedichteten Anschlussdose für Ihre spezifischen Betriebsumgebungen.
Die Kombination von Stromversorgung und Signalübertragung eines Endgeräts in einer Feldbus-Topologie senkt die Kosten und maximiert die Leistung Ihrer Maschinen. Zahlreiche Netzwerke bieten Erstausrüstern (OEMs) die Möglichkeit, Stromversorgung und Signalkommunikation über dasselbe Kabel zu übertragen. Es gibt Feldbus-Netzwerke für unterschiedlichste Anforderungen, jedes mit seinen spezifischen Vor- und Nachteilen. Die Wahl des richtigen Feldbus-Netzwerks sollte Teil Ihrer Gesamtstrategie für Anlagenentwicklung und -planung sein, um optimale Leistung zu erzielen und dem Management Echtzeitinformationen bereitzustellen.
Kosteneinsparungen lassen sich durch die Kombination einzelner Stromkreise beim Aufbau eines Netzwerk- und Kommunikationssystems erzielen. Geringerer Platzbedarf, mehr Anschlusspunkte, weniger Kabel und Steckverbinder sowie der Wegfall von gebogenen Leitungen und teuren Verdrahtungsarbeiten tragen zu direkten Kosteneinsparungen bei. Indirekte Einsparungen ergeben sich durch schnellere Implementierung, reduzierten Wartungsaufwand, höhere Anlagenverfügbarkeit und verbesserte Informationen zur Anlagenleistung, was die Steuerung und strategische Entscheidungsfindung des Managements erleichtert.
Steckverbinder sind für die optimale Gesamtleistung von Anlagensteuerungssystemen unerlässlich. Kontakt- und Mantelmaterialien sowie die Kontaktkonstruktion bestimmen die Integrität des Datenflusses in der Kommunikation zwischen Bedienfeld und Gerät. Kontaktierungsmethoden wie Löten, Crimpen oder Drahtverbindungen beeinflussen in Kombination mit den jeweiligen Steckverbindertypen – ob Massiv- oder Litzenleiter – die Zuverlässigkeit der Strom- und Signalübertragung in industriellen Umgebungen. Darüber hinaus kann die Ausführung der mechanischen Kupplung – ob gedruckt, geklemmt, aufsteckbar oder verschraubt – entscheidend für eine sichere Stecker-Buchsen-Verbindung im Betrieb sein. Schließlich können je nach Umgebung die Dichtungstechniken und Drahtanschlüsse, ob werkseitig aufgebracht oder im Produktionswerk vergossen, nicht nur Installation und Inbetriebnahme, sondern auch die Systemleistung über den gesamten Lebenszyklus der Anlage beeinflussen.
Die Optimierung der Anlagenverfügbarkeit ist ein weiterer wichtiger Aspekt. Was kostet ein fünfminütiger Produktionsausfall wirklich? Eine kurze Berechnung des Produktionsausfalls während dieser Zeit verdeutlicht die Umsatz- und Gewinnverluste, die entstehen, wenn eine Produktionslinie ausfällt oder gewartet werden muss. Plug-and-Play-Stromverteilungs- und Steuerungssysteme ermöglichen es Bedienern und Wartungspersonal, defekte Motoren oder beschädigte Sensoren innerhalb von Sekunden oder Minuten auszutauschen, anstatt die Verkabelung aufwendig zu erneuern.
Die Auswahl der richtigen Materialien für robuste Geräte und elektrische Installationen ist unerlässlich. PVC eignet sich im Allgemeinen für Hochdruckschläuche und Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit, während PUR und TPE besser für Umgebungen geeignet sind, in denen Öle, Kühlschmierstoffe, Lösungsmittel, Schweißrückstände und Chemikalien häufig vorkommen. Um die Anforderungen der Anwender zu erfüllen, stellen Sie sicher, dass die von Ihnen ausgewählten Kabel und Steckverbinder über die entsprechenden Zertifizierungen und Zulassungen verfügen. UL, CSA, Factory Mutual und ATEX sind weltweit anerkannte Organisationen, die die Eignung von Produkten für spezifische Anwendungen und Umgebungen zertifizieren.
Werkseitig umspritzte Steckverbinder und Kabel lösen eine Reihe langjähriger Probleme in der Fertigung. Erstens: Verbindungsfehler; selbst dem besten Elektriker kann mal ein Fehler unterlaufen. Zweitens: der Schutz der Steckverbinderschnittstelle vor Umwelteinflüssen. Die Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC) hat detaillierte Fertigungsrichtlinien für spezifische globale Steckverbinderkonfigurationen und -designs herausgegeben und bietet Herstellern damit einen Leitfaden für die Produktion von verbindbaren Steckverbindern. Obwohl Normungsgremien
Toleranzstandards für Steckverbinderkonfigurationen festlegen, sind nicht alle Steckverbinder gleich. Für Steckverbinderhersteller ist es daher wichtig, die spezifischen Eigenschaften ihrer Anwendungsumgebung zu verstehen, um ein Produkt zu spezifizieren, das in dieser Umgebung ein hohes Maß an Sicherheit und Vorhersagbarkeit bietet. Führende Anbieter von Steckverbindern und Feldbusnetzwerken, darunter Molex, verfügen über Testdaten zu Anwendungen und Leistung, um die Eignung ihrer Produkte für die jeweilige Betriebsumgebung nachzuweisen.
Im Hinblick auf den Endnutzer sollten bei den Vertragsverhandlungen die Merkmale und Vorteile von Plug-and-Play-Steckverbinderlösungen für Steuerungssysteme und elektrische Anlagen berücksichtigt werden. Diese fließen maßgeblich in die Gesamtbetriebskosten ein und spielen somit eine wichtige Rolle im Entscheidungsprozess. Die Anschaffungskosten der Geräte stellen ein Anlagegut dar, das abgeschrieben wird; die Produktivität und Rentabilität des Unternehmens hängen vom täglichen Geschäftsbetrieb ab.
Bei der Bewertung potenzieller Netzwerklösungen sollten vier Kernbereiche berücksichtigt werden. Am wichtigsten ist die Diagnosefunktionalität – die Möglichkeit, die Leistung Ihres Netzwerks zu ermitteln. Zweitens sind Leistung und Geschwindigkeit entscheidend, was zu folgenden Fragen führt: Was ist Ihr optimaler Leistungsschwellenwert? Ist Ihre Netzwerkoption für die Anzahl der Ein- und Ausgänge, die Netzwerkverbindung, den Strombedarf und andere spezifische Anforderungen geeignet? Drittens ist auch die vorausschauende Wartung wichtig. Können Netzwerkengpässe im Falle von Leitungsausfällen vorhergesehen werden, und bleibt genügend Zeit für die Planung routinemäßiger Wartungsarbeiten, um diese Risiken zu bewerten? Schließlich die Verbindungsschnittstelle: Sind die Stecker und Kabel so ausgelegt, dass sie den Belastungen der industriellen Umgebung standhalten, in der die Geräte betrieben werden, und die Leistungsanforderungen Ihres Prozesssystems dauerhaft erfüllen?
Molex entwickelt ständig Produkte, die Anwendern immer höhere Geschwindigkeiten und Dichte, kompaktere Bauformen und geringere Gesamtkosten bieten. Wir beobachten einen Trend hin zu industriellen Ethernet-Netzwerken in Form von Ethernet IP, Ethernet TCP und Profinet, die sogar auf Geräteebene implementiert werden. Angesichts dieser Trends besteht eine Nachfrage nach robusten, hybriden Industriesteckverbindern, die Ethernet und Stromversorgung in einem kompakten, IP-geschützten Formfaktor kombinieren.
Wir tragen außerdem dem Bedarf an Verbindungsoptionen über einen breiten Temperaturbereich Rechnung und erfüllen gleichzeitig die Nachfrage nach umweltfreundlichen Materialien. Darüber hinaus beobachten wir einen wachsenden Trend zur Minimierung oder zum Verzicht auf kostspielige Gehäuse und zur Automatisierung des Gerätebetriebs. Schließlich sehen wir die Integration von Sicherheit, Stromversorgung und Kommunikation in einem einzigen Satz von Steckverbindern und Kabeln.
Autor: Artikel bereitgestellt von Molex
