Kontaktloser Steckverbinder

Die Anforderungen in der Automatisierungstechnik unterscheiden sich von den Anforderungen in der Anlagen- und Verfahrenstechnik im Wesentlichen in zwei Punkten. Durch die Art der Prozesse und durch die räumliche Ausdehnung. Auf die in der Verfahrenstechnik üblichen Prozesse wurde bei Profibus mit der Profilerweiterung DPV1, dem Profil für die Prozessautomation (PA), reagiert. In der Automatisierungstechnik wird in der Regel der Bus von Teilnehmer zu Teilnehmer geführt. Anders ist es in der Anlagen- und Verfahrenstechnik. Dort werden Kabelkanäle entlang von Rohrleitungssystemen oder Trägerkonstruktionen verlegt. Von dort aus lassen sich die einzelnen Teilnehmer bis auf Entfernungen von 30 m anfahren. In großräumigen Anlagen müssen daher Verzweigungen in neue Richtungen möglich sein.

Profibus-DP tut sich mit dieser offenen Struktur schwer. Ein Blick auf die Abbildung zeigt, dass man mit der Linienstruktur in der Anlage sehr schnell an die physikalischen Grenzen der RS485 kommt. Im Beispiel wird der Bus von der SPS auf einen Kabelkanal geführt. Nach jeweils 20 m wird eine Remote I/O-Einheit angesteuert. Im Stecker wird der Bus zur Linie gebrückt und zum Kabelkanal zurückgeführt. Auf dem Kabelkanal geht es weiter zum nächsten Abzweig. Im gezeigten Beispiel wird an der dritten Remote I/O-Einheit terminiert. Die maximale Länge des Bus-Segments ist hierbei mit 210 m bereits um 10 m überschritten. Bei einer Erweiterung muss der Bus aufgebrochen werden, um einen neuen Teilnehmer in die Linie einzufügen. Eine Erweiterung, die direkt vom Kabelkanal ausgeht, ist wegen der überschrittenen Leitungslänge in diesem Beispiel nicht mehr möglich. Bei einem Bruch oder Kurzschluss der Leitungen zu den Teilnehmern steht der ganze Bus aufgrund der fehlenden Terminierung oder der fehlenden Teilnehmer.

Die Grafik auf der rechten Seite zeigt, was Profibus-DP in Verbindung mit Sekopia kann. Wieder wird der Bus von der SPS ausgehend auf einen Kabelkanal geführt. Wieder wird nach 20 m die Busleitung aus dem Kabelkanal heraus zu einem Verteilergehäuse und dann zurück zum Kabelkanal verlegt. Jetzt aber werden im Verteilergehäuse die Busleitungen auf die Buchsen der Sekopia-Steckverbinder verteilt. Diese Buchsen sitzen in der Wandung des Verteilergehäuses, dort wo üblicherweise die PG’s ihren Platz haben. Die Busteilnehmer können von außen einfach über die Stecker angeschlossen werden, auch bei laufendem Busbetrieb. Die Signalverstärkung der Steckverbinder generiert zum Teilnehmer hin ein neues galvanisch getrenntes Bussegment. Deshalb kann der Bus ab hier in eine neue Richtung geführt werden und es können weitere Teilnehmer angeschlossen werden.

Der kontaktlose Steckverbinder Sekopia besteht aus Stecker und Buchse. Die Buchse ist in das Verteilergehäuse eingeschraubt und die Anschlussleitungen sind dort auf Klemmen gelegt. Die Stecker lassen sich von außen an die Buchsen anschließen, und die Daten werden nach dem Optokopplerprinzip optisch weitergeleitet. Die Versorgungsspannung für die Steckerelektronik wird ebenfalls galvanisch getrennt induktiv übertragen. Die Steckerelektronik selbst verstärkt das Signal und baut an jeder Verbindungsstelle ein neues Bussegment auf, das sich für weitere Teilnehmer eignet. Im Gesamtsystem lassen sich aufgrund der zulässigen Adressen die üblichen 122 Teilnehmer anschließen. Jeder neue Abzweig ist vom restlichen System getrennt, rückwirkungsfrei und bruch-/schlusstolerant. Neben der Funktionalität wurde bei der Entwicklung großer Wert auf einfachstes Handling gelegt. Lageunabhängig wird Sekopia in die Buchse eingesteckt, rastet dort ein und kann nur bei Betätigung des Entriegelungsringes wieder herausgezogen werden.

E cav 273