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Service-Schnittstellen für einfache Anlagenwartung

Service-Schnittstellen für einfache Anlagenwartung

Die Kommunikation zwischen Menschen ist nicht immer einfach – das ist bei Maschinen und Anlagen auch nicht anders. Der Anschluss externer Geräte gestaltet sich aufgrund unterschiedlicher Schnittstellen mit unterschiedlichen Einbaumaßen und Bauformen oft schwierig. Die 'Service Interfaces' von Phoenix Contact sollen hier Abhilfe schaffen.

Bild: Phoenix Contact

Hochmoderne Fertigungsanlagen jeglicher Ausprägung haben heute eines gemeinsam: Sie sind darauf ausgelegt, Fertigungsschritte und Prozessabläufe so effizient wie nur eben möglich zu gestalten. Dies erfordert allerdings eine regelmäßige Optimierung und Parametrisierung der jeweiligen Steuerungssoftware. Dazu muss häufig ein externes Gerät wie ein Notebook oder ein Diagnose-Gerät an eine Maschine angeschlossen werden – was meistens viel Zeit in Anspruch nimmt. Außenliegende Schnittstellen, die einen direkten Anschluss ermöglichen, würden hier eine erhebliche Erleichterung bringen.

Kostenintensive Wartung durch innenliegende Ports

Die tägliche Praxis ist von einfachen und flexiblen Verbindungen noch weit entfernt – schwer erreichbare Steuerungen sind noch immer der Normalfall. Schaltschränke, Schaltkästen oder auch die Maschinen selbst müssen häufig geöffnet werden, um die Steuerung zu erreichen. Daher ist es oft erforderlich, bei der Verkabelung mit viel Aufwand zu improvisieren. ‚Fliegende‘ Verbindungen sind in diesem Bereich daher keine Seltenheit. Fehlende Verbindungsleitungen können auch zu Fehlverdrahtungen führen. Eine umständliche und fehlerträchtige Vorgehensweise kann zudem hohe Zeit- und Kostenverluste mit sich bringen.

In manchen Anlagen sind die Steuerungen neben den spannungsführenden Komponenten verbaut. Aus Sicherheitsgründen muss die betroffene Anlage im Wartungsfall stromlos geschaltet werden. Auch hier kommt es dann – je nach Dauer der Wartung – zu kostenintensiven Produktionsausfallzeiten. Der größte Aufwand entsteht allerdings immer dann, wenn Schnittstellen gewechselt oder nachgerüstet werden müssen. Denn mangels standardisierter Aussparungen ist ein einfacher Austausch der benötigten Schnittstellen meist nicht möglich. Stattdessen muss eine weitere Schnittstelle auf meist umständliche Weise geschaffen werden. Doch dazu muss der im Schaltschrank vorhandene Platz einen solchen Eingriff erst einmal zulassen.

Herausforderungen Schutzart und Schirmung

Dieser Ist-Zustand macht es gerade Konstrukteuren schwer, Maschinen-Terminals in einem einheitlichen Bild erscheinen zu lassen. Die spezifische Schutzklasse ist bei Schaltschränken im geöffneten Zustand nicht mehr gegeben. Die empfindlichen elektronischen Komponenten sind oftmals nur in der Schutzklasse IP20 ausgeführt, sie wären also nicht ausreichend vor Schmutz, Staub und Feuchtigkeit geschützt. Ein durch Verunreinigung beschädigtes elektronisches Bauteil kann ebenfalls einen unnötigen Maschinenausfall und damit einen Produktionsstillstand bewirken. Außenliegende Schnittstellen sollten daher in der ausreichend hohen Schutzart von IP65 ausgeführt sein. Ein weiteres Problem ist das fehlende Schirmkonzept bei den gängigen Lösungen. Improvisierte Lösungen besitzen oft nicht den benötigten Schirmungsgrad und bieten daher keinen zuverlässigen Schutz vor Störungen. Um allerdings die hohen Anforderungen bei der Störfestigkeit zu erfüllen und die empfindliche Elektronik effektiv gegen EMV-Einflüsse zu schützen, ist ein durchgängiges Schirmungskonzept wichtig. Und gerade bei sensiblen Prozessen können sich solche Investitionen schnell bezahlt machen.

Service Interfaces für vielfältige Einsatzbereiche

Phoenix Contact hat sich dieser Probleme angenommen und mit neuen Schnittstellen – so genannten Service Interfaces – ein einfaches und durchgängiges System entwickelt. Dabei gibt es eine Vielzahl an verschiedenen Einsätzen im Bereich der Datenschnittstellen – darunter USB, RJ12, RJ45 und D-Sub. Außerdem kann bei den Steckdosen zwischen länderspezifischen Varianten ausgewählt werden – etwa für Deutschland, Frankreich oder die USA. Zudem sind die Einbaumaße aller Varianten gleich, es kommt immer derselbe Einfach- oder Zweifach-Rahmen zum Einsatz. Die Schnittstellen müssen nur noch in die Rahmen eingerastet werden. Montiert werden die Schnittstellen vorab an der Schaltschrankwand, während der Installation passen sie sich an die Wandstärke an. Gerade in Bereichen wie dem Sondermaschinenbau kann so flexibel auf die Wünsche des Anwenders reagiert werden – ohne dass sich dabei das Design des jeweiligen Bedienterminals oder Schaltschranks verändert. Zudem müssen die Schaltschränke nun nicht mehr geöffnet werden. Die spezifische Schutzklasse bleibt so erhalten, und die empfindlichen Elektronik-Bauteile sind dauerhaft geschützt, weil die Schnittstellen außerhalb am Schaltschrank installiert sind.

Blindplatten und ‚Programming Ports‘

Die Einbaurahmen der Service-Interfaces sind zum Schutz Schutz vor Wasser und Staub in der Schutzklasse IP65 ausgeführt. Auch die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) wurde berücksichtigt – die vollflächige Schirmung der Datensteckverbinder bietet vollständigen EMV-Schutz. Bei Bedarf kann der Anwender anstelle der zahlreichen vorkonfektionierten Einsätze eine sogenannte Blindplatte beziehen, auch um eigene Varianten zu entwickeln. Neben den Service Interfaces bietet der Hersteller auch Datenschnittstellen für besonders raue Einsatzgebiete an – die ‚Programming Ports‘. Bei diesem Produktprogramm sind unterschiedliche Einsätze in den Sockelgehäusen schwerer Steckverbinder verbaut. Die Varianz an Einsätzen umfasst dabei unter anderem USB, RJ, und D-Sub, und auch hier entsprechen die Gehäuse der Schutzklasse IP65.

 
Bild: Phoenix Contact

Service-Dosen – eine einfache Lösung

Nicht immer ist es erforderlich, zu Service-Zwecken einen neuen Rahmen in eine Maschine einzubauen. Sollte sich in der Maschine keine Möglichkeit für eine permanente Datenübertragung befinden, reicht als Schnittstelle häufig bereits eine Anschlussmöglichkeit – etwa ein USB-Anschluss oder eine RJ45-Buchse. Die temporäre Speicherung oder die Aktualisierung von Daten kann auf diese Weise bequem erfolgen. Mit den ‚Service-Dosen‘ hat Phoenix Contact auch für diesen Zweck eine Lösung entwickelt. Die Service-Dosen sind in drei unterschiedlichen Varianten verfügbar: Zwei USB-Varianten mit den Kabellängen von jeweils 0,6 und 1,0 Meter auf der Innenseite sowie eine RJ45-Variante. Der benötigte Rundloch-Ausschnitt von 22,5 Millimeter ist für alle drei Varianten, die der Schutzklasse IP65 vor Wasser und Staub entsprechen, gleich.