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Steckverbinder Intelligente Steckverbinder – wenn Komponenten kommunizieren

| Autor / Redakteur: Ralf Reicks / Dipl.-Ing. (FH) Sandra Häuslein

„Smarte“ Steckverbinder ermöglichen die Identifizierung von Komponenten und Maschinenelementen einer Anlage. Damit helfen sie bei Installation und intelligenter Wartung.

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Das ID-Modul ermöglicht die Erfassung von Daten im Steckverbinder – ohne zusätzliche Hard- und Software.
Das ID-Modul ermöglicht die Erfassung von Daten im Steckverbinder – ohne zusätzliche Hard- und Software.
(Bilder: Harting)

Das jüngste Produkt der Harting Steckverbinderreihe „smart Han“ – das „CAN-ID-Modul“ – ermöglicht die Kommunikation über das CAN-open-Protokoll. Die Schnittstelle wurde als Modul der Reihe Han-Modular realisiert. Das garantiert, dass die Identifikation platzsparend und flexibel in die Komponente integriert ist, über die z. B. eine Maschine umfassend mit Leistung, Daten und Signalen versorgt wird.

Dass sich die Identifikationsfunktionen in den Steckverbinder verlagern lassen, bringt einige Verbesserungen mit sich. In den nachfolgend beschriebenen Fällen werden diese Fortschritte differenziert nach Arbeitsmaschinen für den mobilen Einsatz und Maschinen mit taktsynchronen Antrieben verdeutlicht:

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Fall 1: ID-Modul in mobilen Arbeitsmaschinen

Bei Maschinen mit steckbaren Antrieben, Hilfsgeräten und anderen Elementen helfen die ID-Module festzustellen, ob sich die Einheiten am richtigen Steckplatz befinden. Informationen wie Baujahr, letzter Revisionsstand und weitere Parameter können ebenfalls gespeichert und für die vorausschauende Wartung genutzt werden. Das ID-Modul hat eine Doppelrolle – als Identifikationsinstrument und Datenspeicher. Bei fehlerhafter Anordnung der Einheiten wird das Anfahren der Maschine verhindert. Es gibt außerdem genügend Speicherplatz für untergeordnete, bereichsrelevante Zusatzinformationen. Das ID-Modul ebnet damit den Weg zur Individualisierung der Maschineneinheit.

Fall 2: ID-Modul in taktsynchronen Antrieben

Sowohl im klassischen Maschinenbau als auch im Sondermaschinenbau finden sich durch Bewegungsprozesse geprägte Maschinenkomponenten, die sich aus synchron zueinander ablaufenden Einzelbewegungen zusammensetzen. Der CAN-Bus, der echtzeitfähig und nach dem „publisher-suscriber“-Prinzip organisiert ist, eignet sich bestens für die Synchronisierung von Teilnehmern. Über das CAN-ID-Modul können die aktuellen Konfigurationen von Antrieben geprüft und die ermittelten Parameter an alle anderen Antriebe und den Controller übermittelt werden.

Nur bei korrekter Konfiguration des Antriebs darf die Maschine starten, sonst wird sie blockiert. Ein Nutzen liegt in der möglichen Zeitersparnis für den Service: Die Daten für den Antrieb liegen im ID-Modul bereit, der Revisionsstand ist schnell abgefragt, eine Liste der verbauten Komponenten ist abrufbar. Maschinenelemente lassen sich dadurch schneller austauschen und reparieren.

Service unterstützen: ID-Modul erleichtert zustandsorientierte Wartung

Das CAN-ID-Modul unterstützt den Service, indem es mit seinem Datenspeicher die zustandsorientierte Instandhaltung erleichtert. Ziele der intelligenten Wartung von Maschinen und Anlagen sind die unterbrechungsfreie Verfügbarkeit und der Ausgleich von Schwankungen. Der Zustand wird deshalb im regulären Betrieb erfasst und kommuniziert.

Das ID-Modul ermöglicht die Erfassung der Daten im Steckverbinder – ohne zusätzliche Hard- und Software. Parallel zur Übertragung von Leistung, Signalen und Daten findet permanent eine Datenspeicherung im Modul statt. Die Basis liefern kompakte, leistungsstarke Sensoren, die Größen wie Strom, Spannung oder Vibration erfassen und sie als Messwerte definierter Güte zur Verfügung stellen.

Je nach Maschinenzustand werden die Messwerte aktualisiert. Fehler wie z. B. erhöhte Vibration werden über einen Sensor per Schwingungsanalyse im Steckverbinder erfasst und weitergegeben. Die Signale können bei Bedarf kabelgebunden oder über industrielle WLAN-Systeme weiterverarbeitet und der Betriebsdatenerfassung (BDE) zur Verfügung gestellt werden.

Die Messergebnisse, die das ID-Modul zur Verfügung stellt, ermöglichen zuverlässige Aussagen über den Zustand der Maschinenelemente. Die Erfassung des aktuellen Abnutzungsgrads allein aber ist für eine zustandsabhängige Wartung nicht ausreichend. Vielmehr muss das langfristige Verhalten einer Kenngröße für eine Extrapolation der künftigen Entwicklung geeignet sein. Nur so lassen sich Instandhaltungsmaßnahmen zustandsabhängig terminieren. Wichtig ist daher die Einbettung des CAN-ID-Moduls in die gesamte Instandhaltungsstrategie. (sh)

Electronica 2016: Halle B2, Stand 542

* Dipl.-Ing. Ralf Reicks ist Produktmanager bei der HARTING Electric GmbH & Co. KG

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