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Frontstecker für Peripheriebaugruppen in Automatisierungssystemen

IP.com Disclosure Number: IPCOM000202377D
Original Publication Date: 2010-Dec-14
Included in the Prior Art Database: 2010-Dec-14
Document File: 6 page(s) / 741K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Der Anschluss von Peripheriebaugruppen in Automatisierungssystemen erfolgt üblicherweise mittels Frontstecker, welche die entsprechenden Prozessleitungen über eine quasi stehende Verdrahtung mit der Peripherie kontaktieren. Bei einem Baugruppentausch müssen somit nur die Frontstecker abgenommen und keine Leitungen gelöst werden. Die Verbindung der Prozessleitungen mit dem Automatisierungssystem mittels Frontsteckern weist jedoch verschiedene Probleme auf. In der sogenannten Schwenktechnik wird der Frontstecker auf die Baugruppe kontaktiert und im oberen Bereich des Steckers mit einem Rastsystem verriegelt. Ein optisches Erkennungsmerkmal zur Anzeige der erfolgten Verriegelung gibt es derzeit nicht. Über die Steckverbindung werden die entsprechenden Peripheriebaugruppen mit einem Potential versorgt, wobei für 8 bzw. 16 Kanäle üblicherweise eine Potentialeinspeisung benötigt wird. Teilweise müssen Baugruppen mit 32 Kanälen jedoch mit 8 Potentialleitungen auf 8 Klemmen angeschlossen werden. Dabei erfolgt die Einspeisung des Potentials derzeit an jeder Klemme einzeln. Bei derzeit verwendeten Lösungen werden die Potential- und Signalleitungen zusammen an den Frontstecker angeschlossen und dabei nebeneinander geführt. Somit sind Einkopplungen von magnetischen und elektrischen Störungen auf die geschirmte Signalleitung möglich. Zusätzlich können magnetische und elektrische Störungen auch in die ungeschirmte Strecke zwischen dem aufgelegten Kabelschirm und dem Anschluss der Signalleitung eingekoppelt werden. Die Anschlussleitungen werden zur Zugentlastung mithilfe von Kabelbindern mit dem Stecker fest verbunden. Zu diesem Zweck kann im Bereich der Kabelabführung der Kabelbinder in zwei Ösen im Frontstecker eingeführt werden. Im Bereich der Kabelabbindung wird bei Analogbaugruppen eine Einspeiseklemme montiert, sodass der innere Bereich der Kabelabbindung offen sein muss. Dies führt derzeit zu Problemen bei der Einführung des Kabelbinders. Eine Variation der Kabelbindereinführung kommt derzeit nicht zum Einsatz.

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Frontstecker für Peripheriebaugruppen in Automatisierungssystemen

Idee: Peter Donhauser, DE-Amberg; Gennadij Drehmann, DE-Amberg

Der Anschluss von Peripheriebaugruppen in Automatisierungssystemen erfolgt üblicherweise mittels Frontstecker, welche die entsprechenden Prozessleitungen über eine quasi stehende Verdrahtung mit der Peripherie kontaktieren. Bei einem Baugruppentausch müssen somit nur die Frontstecker abgenommen und keine Leitungen gelöst werden. Die Verbindung der Prozessleitungen mit dem Automatisierungssystem mittels Frontsteckern weist jedoch verschiedene Probleme auf. In der sogenannten Schwenktechnik wird der Frontstecker auf die Baugruppe kontaktiert und im oberen Bereich des Steckers mit einem Rastsystem verriegelt. Ein optisches Erkennungsmerkmal zur Anzeige der erfolgten Verriegelung gibt es derzeit nicht. Über die Steckverbindung werden die entsprechenden Peripheriebaugruppen mit einem Potential versorgt, wobei für 8 bzw. 16 Kanäle üblicherweise eine Potentialeinspeisung benötigt wird. Teilweise müssen Baugruppen mit 32 Kanälen jedoch mit 8 Potentialleitungen auf 8 Klemmen angeschlossen werden. Dabei erfolgt die Einspeisung des Potentials derzeit an jeder Klemme einzeln. Bei derzeit verwendeten Lösungen werden die Potential- und Signalleitungen zusammen an den Frontstecker angeschlossen und dabei nebeneinander geführt. Somit sind Einkopplungen von magnetischen und elektrischen Störungen auf die geschirmte Signalleitung möglich. Zusätzlich können magnetische und elektrische Störungen auch in die ungeschirmte Strecke zwischen dem aufgelegten Kabelschirm und dem Anschluss der Signalleitung eingekoppelt werden. Die Anschlussleitungen werden zur Zugentlastung mithilfe von Kabelbindern mit dem Stecker fest verbunden. Zu diesem Zweck kann im Bereich der Kabelabführung der Kabelbinder in zwei Ösen im Frontstecker eingeführt werden. Im Bereich der Kabelabbindung wird bei Analogbaugruppen eine Einspeiseklemme montiert, sodass der innere Bereich der Kabelabbindung offen sein muss. Dies führt derzeit zu Problemen bei der Einführung des Kabelbinders. Eine Variation der Kabelbindereinführung kommt derzeit nicht zum Einsatz.

Zur Behebung der genannten Probleme werden im Folgenden verschiedene neuartige Lösungen vorgeschlagen. Es wird vorgeschlagen, den Frontstecker und die Baugruppen mit Flächen bzw. Rillen zu versehen, die bei erfolgter Verriegelung miteinander fluchten (Abbildung 1). Dies ermöglicht eine Kontrolle der korrekten Endlage und damit der erfolgten Verrieglung sowohl optisch, als auch durch Abtasten der Steckverbindung. Dabei werden auch die mechanische Stabilität und die Kontaktüberdeckung indirekt überprüft.

Weiterhin wird vorgeschlagen, zur Einspeisung eines Potentials benachbarte bzw. gegenüberliegende Klemmen mittels einer Brücke zu verbinden (Abbildung 2). Dad...