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Feldlkommunikation Kompakte Systemverkabelung ermöglicht schnelle und fehlerfreie Steuerungsmigration

| Autor / Redakteur: Daniel Utermöhle, BSc* / Jan Vollmuth

Der Hersteller von Kohlenstofffasern Toho Tenax Europe setzt auf modernste Produktionsverfahren. Bei der Umrüstung auf ein neues Prozessleitsystem mussten auch die Peripherie-Baugruppen ausgetauscht werden. Die I/O-Stationen werden nun über die kompakte, einfach handhabbare Systemverkabelung von Phoenix Contact mit der Feldverdrahtung verbunden.

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Im Vergleich zur herkömmlichen zeitaufwändigen Einzelader-Verdrahtung (rechts) gestaltet der professionelle VIP-Frontadapter (links) den Anschluss einfach und schnell.
Im Vergleich zur herkömmlichen zeitaufwändigen Einzelader-Verdrahtung (rechts) gestaltet der professionelle VIP-Frontadapter (links) den Anschluss einfach und schnell.
(Bild: Phoenix Contact)

Blickt man einige Jahrzehnte zurück, hat sich die Welt im Bereich der Technik erheblich verändert. So werden Transportmittel wie LKW und Flugzeuge immer größer, PKW immer schneller, Gebäude immer höher - und die Elektronik wird zunehmend intelligenter. Damit dies möglich ist, kommen neu entwickelte oder modifizierte Werkstoffe zum Einsatz. Zu diesen Hochleistungsmaterialien zählt auch die Kohlenstofffaser. Sie sorgt beispielsweise dafür, dass das Leben der Insassen beim Fahren eines Supersportwagens nicht am sprichwörtlichen „seidenen Faden“ hängt.

Hochfest und gleichzeitig ultraleicht

Beim Betrachten einer Spule, auf der die Kohlenstofffasern aufgewickelt sind, ist es schwer vorstellbar, dass aus diesen filigranen Fäden nach ihrer Veredelung hochfeste und gleichzeitig ultraleichte Endprodukte hervorgehen, die überall im Alltag Verwendung finden. Dazu werden tausende Einzelfasern zu einem Garn zusammengefasst und beispielsweise in einem Gelege oder Gewebe verarbeitet. Im Anschluss wird das Carbon-Bauteil durch Vergießen mit Harz in Form gebracht.

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Auf diese Weise entstehen zum Beispiel Fußbodenträger und Tragflächenteile für Flugzeuge, Motorhauben und Stoßstangen von italienischen Luxussportwagen, Walzen für Druckgussteile, leichte Druckbehälter, Rennräder, Notebook-Gehäuse und vieles mehr. Bei der stetig an Bedeutung gewinnenden Elektromobilität spielt die Kohlenstofffaser hinsichtlich der Gewichtsreduktion der E-Fahrzeuge ebenfalls eine entscheidende Rolle.

Entscheidung für Simatic-S7-300-Baugruppen

Toho Tenax Europe ist der einzige Hersteller von Kohlenstofffasern in Deutschland. Seit bereits 28 Jahren werden die Hochleistungsfasern in Heinsberg-Oberbruch im Westen Nordrhein-Westfalens nahe der niederländischen Grenze produziert. Bis heute hat das Unternehmen seine Produktionskapazität auf jährlich 5100 t Kohlenstofffasern erweitert und gehört damit zu den Marktführern.

Um seine Marktführerschaft auszubauen, setzt Toho Tenax auf eine kontinuierliche Verbesserung und Kostenoptimierung sowohl der Produkte als auch der Herstellungsverfahren. Im Zuge dieses Vorgehens wird das bisherige Prozessleitsystem Teleperm M, das seit der Inbetriebnahme der Anlage im Jahr 1985 im Einsatz ist, umgerüstet. Als neues Leitsystem nutzt Toho Tenax Simatic PCS7 mit zwei redundant betriebenen WinCC-basierenden Zentralrechnern. Für die Umrüstung der Peripherie-Baugruppen der Anlage zeichnet das Unternehmen Bilfinger Maintenance Südwest verantwortlich, denn unter dem Teleperm-M-System wurden Simatic-S5-Baugruppen verwendet, die heute nicht mehr verfügbar sind. Deshalb fiel die Entscheidung, Simatic-S7-300-Baugruppen zu installieren.

Deutliche Platzersparnis im Schaltschrank

Zur Verbindung der I/O-Baugruppen mit der Feldverdrahtung setzt Toho Tenax jetzt komplett auf die Systemverkabelung von Phoenix Contact. Die Lösung stellt eine fehlerfreie und schnelle Ankopplung der so genannten Übergabemodule an die Steuerung sicher. Der Instandhaltungs-Mitarbeiter muss lediglich die Feldverdrahtung an die entsprechende Klemmstelle des Übergabemoduls anschließen. Die Signalrangierung erfolgt dann durch das Übergabemodul und den VIP-Frontadapter mit integriertem Systemkabel. Somit entfällt die zeitaufwändige Einzelader-Verdrahtung zum S7-300-Frontstecker, die ansonsten häufig durchgeführt wird.

Systemverkabelung von Phoenix Contact für Steuerungen im Video

„Wir mussten etwa 1500 I/O-Signale und sieben Zählerbaugruppen umrüsten“, berichtet Hans-Peter Scherrers, der bei Bilfinger Maintenance Südwest für die Hardware-Planung zuständig ist. „Für die Umbauarbeiten haben wir zwei Wochen Zeit benötigt, der anschließende I/O-Test dauerte weitere 1,5 Wochen“. Dies war erforderlich, weil die S7-300-Peripheriebaugruppen in andere Schaltschränke als die bisherigen S5-Baugruppen montiert werden mussten. Die vorhandenen Stammkabel waren also neu im Schaltraum zu verlegen und teilweise zu verlängern. Sie werden nun an die kompakten Übergabemodule von Phoenix Contact geführt, denn in den neuen Schaltschränken ist möglichst viel Platz einzusparen.

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