Tacho mit Wort "Reliability

(Bild: donskarpo@shutterstock.com)

In der Industrie ist moderne und zuverlässige Leittechnik heute nicht mehr wegzudenken. Entsprechende Lösungen erweisen sich für viele Branchen als essenziell, etwa im Bereich der Prozesstechnik. Damit die verbauten Komponenten und Systeme den stetig wachsenden Anforderungen gerecht werden und auf dem aktuellen Stand der Technik sind, stehen auch in diesem Umfeld Austausch- und Modernisierungsarbeiten an. Um die Wirtschaftlichkeit einer Anlage nicht zu beeinträchtigen, muss die Umrüstung möglichst reibungslos vonstattengehen. Denn ein geringer Zeitaufwand sowie Fehlerfreiheit stellen die grundlegenden Elemente einer erfolgreichen Migration dar. Die zuverlässige Ausführung der notwendigen Tätigkeiten in kurzer Zeit, das wünscht sich jeder Betreiber – und dies besonders beim Upgrade seiner Anlage auf die nächste Systemsteuerung. Stehen die richtigen Komponenten zur Verfügung, erledigt sich ein solcher Systemwechsel auf einfache Weise durch das Abziehen der Systemkabel von den bisher verwendeten I/O-Karten und das anschließende Aufstecken der Systemkabel auf die neuen Karten. Doch das ist einfacher gesagt als getan. Wie kann nun ein mögliches Konzept aussehen und wie lässt sich ein Retrofit ohne großen Aufwand umsetzen?

Einzeladerverdrahtung
Bild 1: Die Einzeladerverdrahtung: Hier erfordert die Erstinstallation wie auch ein Retrofit einen hohen Arbeits- und Testaufwand. Die Realität sieht nicht immer so übersichtlich aus wie in der Grafik. (Bild: Phoenix Contact)

Einzeladerverdrahtung versus Systemverkabelung

Grundsätzlich gibt es zwei unterschiedliche Installationstypen: Bei der oft genutzten Einzeladerverdrahtung fällt lediglich ein geringer Materialaufwand an. Darüber hinaus sind Entscheidungen nicht statisch, sondern können flexibel vor Ort getroffen werden. Die Nachteile des Verfahrens liegen allerdings auf der Hand: Die Installation erweist sich als zeitaufwendig, und das hohe Fehlerrisiko steht in keinem Verhältnis zum Materialaufwand (Bild 1). Bei der Systemverkabelung setzt der Betreiber auf vorkonfektionierte Systemkabel. Im Verbund mit Übergabemodulen, Frontadapter und Zubehör entsteht so eine Plug&Play-Lösung, die eine fehlerfreie und schnelle Umrüstung sicherstellt. Aufgrund der deutlichen Zeitersparnis gegenüber der Einzeladerverdrahtung rechtfertigen sich die geringfügig höheren Anschaffungskosten (Bild 2).

Wegen des modularen Aufbaus der Systemverdrahtung zeigt sich das Upgrade der Anlage als denkbar einfach: Bis zu den Klemmen ändert sich die Feldverkabelung nicht. Der Komponententausch findet erst ab dem Systemstecker statt. Hier wird das vorhandene Systemkabel gelöst und die bisherige Steuerung ausgebaut. Ein neues Systemkabel schafft dann die Verbindung zur Steuerung der nächsten Generation.

Systemverkabelung am Beispiel einer Siemens ET 200SP HA und Varioface-Systemadaptern PLC-V8 für DI/DO-Anwendungen
Bild 2: Systemverkabelung am Beispiel einer Siemens ET 200SP HA und Varioface-Systemadaptern PLC-V8 für DI/DO-Anwendungen (Bild: Phoenix Contact)

Jetzt schon an später denken

Bereits bei der Erstinstallation sollte der Betreiber berücksichtigen, dass künftige Arbeiten an der Leittechnik mit einem geringen Aufwand einhergehen. Doch was bedeuten schon die Ausfallzeit aufgrund einer irgendwann fälligen Modernisierung im Vergleich zur gesamten Lebensdauer der Anlage? Und welchen Unterschied macht es, wenn die Umrüstung ein paar Tage länger dauert. Wer so denkt, hat die potenziell entgangenen Umsätze und Gewinne nicht im Blick. In vielen Fällen erwarten die Betreiber von einem Umbau, dass dieser keinen negativen Einfluss auf den laufenden Geschäftsbetrieb hat.

Natürlich lässt sich auch bei einer Direktverdrahtung über einen mechanischen Adapter, der die Schnittstelle der alten I/O-Karte nachahmt, auf die neuen I/O-Karten routen. Die Risiken dieser Vorgehensweise bestehen jedoch insbesondere in der Bauteileverfügbarkeit. Die mechanisch passenden Gegenstücke zu den alten und zumeist abgekündigten Baugruppen sind nämlich nicht unendlich verfügbar. Eine potenzielle Plug&Play-Lösung stößt daher an harte Grenzen. Sofern also die mechanischen Gegenstücke nicht mehr erhältlich sind, bleibt nur die Neuverdrahtung mit entsprechend langwierigen Tests.

Aller guten Dinge sind drei

Eine modulare Systemverkabelung, wie sie von Phoenix Contact angeboten wird, setzt sich aus drei Komponenten zusammen. Da wäre zuerst der Frontadapter, der die Signale rangiert, sodass die aufwendige Einzeladerverdrahtung entfällt. Der Adapter wird einfach auf die passende Ein-/Ausgabekarte der Steuerung gesteckt. Den zweiten Baustein bildet ein vorkonfektioniertes Systemkabel, das die Signale von der Steuerung zum Modul rangiert. Die Systemkabel stehen in unterschiedlichen Ausführungen im Hinblick auf ihre Länge, die Anzahl der Pole und die Schirmung zur Verfügung. Als drittes Element übergibt das Modul die Steuer- und Feldsignale an I/O-Karten. Die Module sind ebenfalls in verschiedenen Anschlusstechniken, Baubreiten sowie mit unterschiedlichen Funktionen erhältlich. Die Vorteile des Systemverkabelungskonzepts erschließen sich schnell: fehlerfreie Ausführung, überschaubarer Aufwand, erhebliche Zeitersparnis.

An Bewährtem festhalten

Im Rahmen des Systemverkabelungs-Konzepts bleibt die erprobte Feldverdrahtung erhalten. Dieser Umstand verringert den Testaufwand beim Wechsel auf ein neues Leitsystem deutlich. Durchgängig steckbar stellt das Systemkabel die Verbindung vom Modul mit Systemstecker zu den neuen I/O-Karten her. Selbst bei I/O-Karten mit Push-in-Klemmen lässt sich mit den Frontadaptern das vorkonfektionierte Systemkabel fehlerfrei und schnell stecken. 

Das Portfolio von Phoenix Contact umfasst vielfältige Migrationskonzepte und Lösungsangebote. Dennoch sind manchmal kundenspezifische oder individuelle Lösungen notwendig. In einer Fachabteilung des Unternehmens für spezielle Ansätze werden deshalb Sonderlösungen planungsbegleitend erarbeitet. Am Ende des Prozesses steht ein Systemkabel, das auf die jeweiligen Systemstecker und I/O-Karten detailgenau abgestimmt und umfassend getestet ist. Damit hat der Anlagenbetreiber beim Umrüstvorgang schon mal eine Sorge weniger.

Beispiel einer Systemverkabelung auf Reihenklemmen
Bild 3: Beispiel einer Systemverkabelung auf Reihenklemmen: Vor der nächsten Hochrüstung einfach neue Systemkabel konfigurieren und der Rest ist Plug&Play. (Bild: Phoenix Contact)

Fazit

Durch Verwendung der Systemverkabelungs-Lösungen von Phoenix Contact setzt der Betreiber bereits bei der Erstinstallation auf Modularität, was ein späteres Retrofit erheblich erleichtert. Ferner muss er keine Befürchtungen bezüglich eines höheren finanziellen Aufwands haben, denn die Materialkosten unterscheiden sich lediglich geringfügig von der Einzeladerverdrahtung und werden durch den Plug&Play-Ansatz im Laufe der Zeit deutlich reduziert. Und das nicht nur beim Anlagenstart, sondern ebenso beim Austausch der vorhandenen gegen eine neue Steuerung (Bild 3).  

Bild 4: Systemkabeladapter für analoge Signalwandler Mini MCR V8 FLK: Acht Trennverstärker und Messumformer der Baureihe Mini Analog Pro lassen sich über Systemadapter und -verkabelung mit geringem Aufwand sowie fehlerfrei an eine Steuerung anbinden. (Bild: Phoenix Contact)

Tipps für die Erstinstallation

Viele vermeintlich einfache elektrische Komponenten für die Hutschiene eignen sich als zukünftige Systemschnittstelle. Anwender, die ihre Feldverdrahtung auf steckbare Klemmen der Produktfamilie Combi von Phoenix Contact aufgelegt haben, haben alles richtig gemacht. Von den Combi-Klemmen aus lässt sich im Fall einer Hochrüstung ein vorbereitetes und geprüftes Systemkabel auf die I/O-Karten der nächsten Steuerungsgeneration stecken – fehlerfrei, schnell und sicher.

 

Relais erweisen sich als wichtiger Bestandteil der digitalen Signalübertragung. Während die vorhandene Feldverdrahtung bestehen bleiben kann, macht der PLC-V8-Adapter aus der Steuerungsseite eine Systemschnittstelle. Das Gleiche gilt für die analogen Signale. Der Adapter der Produktfamilie Mini Analog Pro erweitert die Signalübertrager um die Funktion der Systemschnittstelle, sodass die Anwendung bestens für das nächste Upgrade gerüstet ist (Bild 4).   

 

Oftmals braucht es keinen zusätzlichen Verdrahtungs- und Installationsaufwand für eine modulare Systemverkabelung. Auch mit Standardkomponenten lassen sich die Übergänge zu den kommenden Lebensabschnitten der Anlage zuverlässig, schnell und günstig meistern.

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