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01 Blick in eine Holzsägelinie

Umrüstung einer Sägelinie mit Halbleiterrelais

02 Ohne langwierige Umverdrahtung konnte Alfha seine Schaltschränke fit für die Steuerung einer Sägelinie machen

03 Weidmüller-Termopto: Die elektronische Alternative zum elektromechanischen Relais in kompakter Reihenklemmen- Bauform. Links: die Variante mit Zugbügel-(Schraub-)Anschlusstechnik, rechts: mit Push-in-Anschlusstechnik

04 Die kompakten Termopto-Module „bauen“ nicht größer als eine Doppelstock-Reihenklemme. Sie reduzieren den Platzbedarf im Schaltschrank um bis zu 80 %

Bei der Adaption einer Automationslösung für die Holz- und Sägeindustrie profitiert Alfha von den Weidmüller-Halbleiterrelais der Termopto-Reihe. Als Herzstück in jedem Signalkreis sorgen die Module dafür, dass ohne langwierige Umverdrahtung aus einem minusschaltenden ein plusschaltendes System wird.

„Wachsender Kostendruck gehört zu den größten Herausforderungen, denen sich die bearbeitende Industrie gegenübersieht – auch im Bereich Holz. Unsere Automationslösungen sind daher darauf ausgelegt, in Säge-, Hobel- und Leimholzwerken die Prozesse zu optimieren, Stückkosten zu senken und ganze Betriebe wirtschaftlicher zu machen“, erklärt Alfons Habbel von Alfha Dienstleister für Automations- und Informationstechnik in der Holz- und Sägeindustrie. „Diesen Anspruch setzen wir auch bei der Zeit an, die ein Projekt von uns in Anspruch nimmt. Entsprechend legen wir in allen Bereichen unserer Systeme Wert auf Komponenten, die mitdenken und unsere Arbeit auf diese Weise möglichst effizient gestalten – denn oftmals stehen nur wenige Tage zur Verfügung.“ Zum Leistungsspektrum von Alfha gehört neben dem Aufbau neuer auch der Umbau bestehender Automatisierungslösungen für holzbearbeitende Betriebe unterschiedlicher Größenordnung. In einem aktuellen Projekt war der Automationsspezialist mit der Modernisierung einer Sägelinie (Bild 1) befasst, die zuvor durch Steuerungstechnik des schwedischen Schaltschrankbauers Rema Control betrieben wurde. Wie Alfha ist auch Rema Control auf Lösungen für die Holzindustrie spezialisiert und richtet seine Systeme komplett darauf aus. Eine Besonderheit: Die Steuerungen arbeiten minusschaltend, wie es im skandinavischen sowie auch im amerikanischen und asiatischen Markt häufig üblich ist.

Eine langwierige Umverdrahtung entfällt
„Die Adaption eines Systems mit minusschaltender Steuerung bedeutet normalerweise einen hohen Zeit- und Kostenaufwand. Nur eine umfassende Umverdrahtung stellt in der Regel sicher, dass sämtliche plusschaltenden Geräte auch dann zuverlässig angesteuert werden, wenn ein Minussignal anliegt“, weiß Frank Peters, der das Projekt seitens Weidmüller begleitet hat. „Als wirtschaftliche Lösung konnten wir Alfha unsere Halbleiterrelais der Termopto-Reihe (Terminal Sized Opto) anbieten (Bild 2). In jedem Signalkreis fungiert heute ein Termopto-Modul als Anpassungsglied. Sobald eine Minusspannung angelegt wird, sorgt das zwischengeschaltete Halbleiterrelais durch galvanische Trennung dafür, dass alle folgenden Geräte plusschaltend angesprochen werden. Das wirtschaftliche Ergebnis: Eine langwierige Umverdrahtung entfällt.“

Isolieren im Reihenklemmenformat
Mit Termopto wird eine kompakte elektronische Alternative zum elektromechanischen Relaiskoppler geboten (Bild 3). Das Halbleiterrelais erfüllt gleichzeitig die Potentialtrennung und die Signalanpassung. Dabei ist es mit einer Baubreite von 6 mm nicht größer als eine Doppelstock- Reihenklemme und reduziert somit den Platzbedarf im Schaltschrank um bis zu 80 % (Bild 4). Die Module im geschlossenen, IP20-geschützten Gehäuse trennen zuverlässig die Ein- und Ausgangsseite. Sie verfügen über zehn verschiedene Eingangssignale für einen universellen Einsatz (DC 5 V…220 V, AC 24 V…230 V) und sind wahlweise mit AC- oder DC-Ausgang erhältlich (DC 5 V…48 V/0,1 A; DC 5 V…48 V/0,5 A; AC 24 V…230 V/0,1 A). Anwender können zwischen Push-in- oder Zugbügel- (Schraub-)Anschlusstechnik wählen. Die Push-in-Anschlusstechnik zeichnet sich durch einfaches sowie sicheres Handling und eine Reduktion der Verdrahtungszeit um bis zu 75 % aus. Dabei wird der abisolierte massive oder feindrähtige Leiter mit aufgecrimpter Aderendhülse einfach bis zum Anschlag in die Klemmstelle gesteckt. Ein Werkzeug zum Anschließen ist nicht erforderlich. Zum Deinstallieren wird ein handelsüblicher Schraubendreher bis zum Anschlag in die vorgesehene Öffnung gesteckt. Push-in gibt den Leiter frei, der nun herausgezogen werden kann. Zugbügelanschlüsse zeichnen sich hingegen durch eine hohe Kontaktkraft aus und gewährleisten eine gasdichte, vibrations- und rüttelsichere Verbindung. Mit beiden Anschlusstechniken können Anwender mit den steckbaren Standard-Querverbindungen ZQV 4N die Anschlusszeiten für Masse und Versorgungsspannung um bis zu 50 % reduzieren.

Fazit
Insgesamt lassen sich mit den Termopto-Modulen der Serviceaufwand reduzieren und die Anlagenverfügbarkeit erhöhen. Für dauerhaft zuverlässige Schaltspiele sorgen der verschleißfreie Halbleiterschalter und die umfangreiche Schutzbeschaltung. Die Statusanzeige per LED gibt zu dem kontinuierlich Auskunft über den jeweiligen Schaltzustand. Da Termopto das Format einer Reihenklemme hat und auch genauso gehandhabt wird, lassen sich die Module einfach in der Übergabeebene einsetzen. „Die zwischengeschalteten Module nehmen in unserem System die Signale aus der minusschaltenden Steuerung auf und versorgen die angeschlossene Peripherie mit dem richtigen Schaltpotential, ohne dass wir alles neu verdrahten mussten“, freut sich A. Habbel „Dank dieser Lösung konnten wir die entsprechenden Umbaumaßnahmen im Rahmen der Sägelinien-Modernisierung innerhalb kürzester Zeit abschließen.“ (ih)

Module für das Retrofit und die schnelle Umrüstung

01 Weidmüller-Termseries: Mit dem Multispannungseingang lassen sich Signale von AC/DC 24 V bis 230 V mit nur einer Modulvariante verarbeiten. Das spart Lagerhaltungsaufwand und gestattet den Aufbau universeller Koppelebenen zum Feld. Detail: Der Multispannungseingang von AC/DC 24 V bis 230 V

Für Anwender, die Anlagen oft umrüsten oder die sich mit gezieltem Retrofit von Maschinen- und Anlagen beschäftigen, offeriert Weidmüller auch mit der Termseries eine ideale Produktfamilie. Sie ermöglicht eine hohe Packungsdichte für kleinere Schaltschranklayouts, professionelles Handling und eine umfassende Betriebsmittelkennzeichnung.

Mit einer Baubreite von 6,4 mm bzw. 12,8 mm benötigen die Relaiskoppler und Solid-State-Relais Termseries nur wenig Platz auf der Tragschiene. Außerdem bieten sie den Vorteil der schnellen Anpassbarkeit an die jeweilige Applikation, denn: Je nach Applikation und Anforderung setzt der Anwender zum Schalten oder Entkoppeln von Aktorik und Sensorik elektromechanische Relais oder elektronische, verschleißfreie Solid-State-Relais ein. Bei der Termseries kommt für beide Relaisarten der gleiche Sockel mit gleicher Gehäusegeometrie zum Einsatz. Neben dem überzeugenden optischen Erscheinungsbild hat diese Vorgehensweise zudem technische Vorteile. So kann der Anwender auch bei einer verdrahteten „Schalt- bzw. Koppelebene“ das mechanische gegen das elektronische, verschleißfreie Solid-State-Relais schnell austauschen. Dazu genügt es, den „Auswerfer“ zu betätigen und das neue Relais einzusetzen. Ein Lösen der Verdrahtung ist nicht notwendig. Die beliebig kombinierbaren Relaiskoppler und Solid-State-Relais schalten zuverlässig Lasten bis 250 V bei 8 A. Für leistungsarme Lasten stehen zudem Relaiskoppler mit Goldkontakten zur Verfügung. Kunden können, je nach Anforderung, Produkte mit Festspannungseingängen oder mit einem einzigartigen Multispannungseingang wählen. Mit dem Multispannungseingang lassen sich Signale von AC/DC 24 V…230 V mit nur einer Modulvariante verarbeiten. Das spart Lagerhaltungsaufwand und gestattet den Aufbau universeller Koppelebenen zum Feld.

Der Mulitspannungseingang – ideal für Retrofit
Der Multispannungseingang stellt eine große Vereinfachung in der industriellen Koppelebene dar. Relaiskoppler mit Multispannungseingang erweisen sich bei vielen Applikationen als vorteilhaft. Sollen etwa Sensoren aus dem Feld entkoppelt, also isoliert werden, liegen dabei unterschiedliche Signale mit verschiedenen Spannungen vor. Das Gleiche gilt beim Retrofit, beispielsweise im Maschinen- und Anlagenbau sowie in der Prozessindustrie. In der Regel werden Relaiskoppler bereits im Werk in einem Schaltschrank verbaut, der dann geprüft ins Feld geht. Dabei ist lediglich eine Spannung vorgesehen, was gegebenenfalls einen zeitintensiven Umbau auf der Baustelle erforderlich macht. Bislang sind dafür mehrere Relaiskoppler notwendig. Bei der Weidmüller-Lösung bedarf es aufgrund des Multispannungseingangs nur eines Relaiskopplers. Werden im Maschinenbau unterschiedliche Signale im Hand-Shake- Verfahren zwischen Maschine und Handlingsystem weitergegeben, reicht auch hier ein Relaiskoppler mit Multispannungseingang aus. Mit ihm lassen sich Signale von AC/ DC 24 V…230 V sicher und zuverlässig mit nur einer Modulvariante verarbeiten. Neben den technischen Vorteilen, wird mit den Relaiskoppler auch der Lageraufwand reduziert.

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Autor:
Horst Kalla ist bei der Weidmüller GmbH & Co. KG in Detmold für die Fachpressearbeit zuständig. horst.kalla@weidmueller.de