Wirtschaftliche Umrüstung einer Sägelinie mit Halbleiterrelais

Bei der Adaption einer Automationslösung für die Holz- und Sägeindustrie profitiert die Firma 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.

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 befasst, die zuvor durch Steuerungstechnik des schwedischen Schaltschrankbauers RemaControl betrieben wurde. Wie Alfha ist auch RemaControl 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 anbieten. 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.“ Mit Termopto bietet Weidmüller eine kompakte elektronische Alternative zum elektromechanischen Relaiskoppler, die ihre Vorteile ausspielt, wenn größtmögliche Zuverlässigkeit gefragt ist. Das Halbleiterrelais im Reihenklemmenformat erfüllt gleichzeitig die Potenzialtrennung und die Signalanpassung. So spart es Platz, reduziert den Serviceaufwand und steigert die Anlagenverfügbarkeit. Für dauerhaft zuverlässige Schaltspiele sorgen bei den Termopto-Modulen der verschleißfreie Halbleiterschalter und die umfangreiche Schutzbeschaltung. Die Statusanzeige per LED gibt zudem kontinuierlich Auskunft über den jeweiligen Schaltzustand. Neben der hohen Zuverlässigkeit überzeugt die kompakte Form: Da Termopto das Format einer Reihenklemme hat und auch genauso gehandhabt wird, lassen sich die Module einfach in der Übergabeebene einsetzen. „Die zwischengeschalteten Termopto-Module nehmen in unserem System die Signale aus der minusschaltenden Steuerung auf und versorgen die angeschlossene Peripherie mit dem richtigen Schaltpotenzial, ohne dass wir alles neu verdrahten mussten“, freut sich Habbel „Dank dieser Lösung konnten wir die entsprechenden Umbaumaßnahmen im Rahmen der Sägelinien-Modernisierung innerhalb kürzester Zeit abschließen.“

Isolieren im Reihenklemmenformat

Termopto Module sind in verschiedenen Applikationen einsetzbar. Sie reduzieren bei geringem Platzbedarf den Serviceaufwand und steigern die Anlagenverfügbarkeit. Zur elektrischen Signaltrennung kommen bislang Reihenklemmen zur Signalverbindung und Relaiskoppler für die Signaltrennung zum Einsatz. Termopto (Terminal Sized Opto) Module stellen für die Trennung und Anpassung von Signalen eine platzsparende, wartungsfreie und kompakte elektronische Alternative zum konventionellen elektromechanischen Relais dar. Die sechs Millimeter breiten Module sind nicht größer als eine Doppelstock-Reihenklemme ausgeführt und reduzieren den Platzbedarf im Schaltschrank um >80 Prozent. Sie besitzen ein geschlossenes Gehäuse (IP20) und trennen zuverlässig die Ein- und Ausgangseite. Sie verfügen über zehn verschiedene Eingangsignale für einen universellen Einsatz (5…220V DC, 24…230V AC) und sind wahlweise mit AC- oder DC-Ausgang erhältlich (5…48V DC / 0,1A; 5…48V DC / 0,5A; 24…230V AC / 0,1A). Steckbare Standard Querverbindungen reduzieren die Anschlusszeiten für Masse und Versorgungsspannung. Termopto ist Reihenklemme und Koppler in einem Modul – die Potenzialtrennung im Reihenklemmenformat. Die Koppelklemme zur Trennung und Anpassung von Signalen ist eine platzsparende elektronische Alternative zum handelsüblichen elektromechanischen Relais. Die Familie ist breit aufgestellt, sie umfasst 60 Optokoppler. Mit den Modulen lässt sich eine sichere Potenzialtrennung mit langer Lebensdauer realisieren. Galvanisch getrennte, verschleißfreie Halbleiterschalter (Optokoppler) mit umfangreicher Schutzbeschaltung gewährleisten eine hohe Betriebssicherheit. Zur schnellen Diagnose sind die Optokoppler mit einer grünen LED-Statusanzeige versehen und bieten Platz für Standardmarkierungen mit WS12/6 Multicard. Die Module sind mit einer Breite von 6mm, einer Länge von 74mm (Schraubanschluss) bzw. 79mm (Push In-Anschluss) und einer Höhe von 55mm kompakt bemessen. Anwender wählen zwischen Push In- oder Zugbügel- (Schraub-) Anschlusstechnik. Push In überzeugt durch einfaches sowie sicheres Handling und reduziert die Verdrahtungszeit um bis zu 75 Prozent. Der abisolierte massive oder feindrähtige Leiter mit aufgecrimpter Aderendhülse wird 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 durch eine hohe Kontaktkraft aus und gewährleisten eine gasdichte, vibrations- und rüttelsichere Verbindung. Ob Push In- oder Zugbügel-Variante, Anwender reduzieren mit den steckbaren Standard Querverbindungen ZQV 4N die Anschlusszeiten für Masse und Versorgungsspannung um >50 Prozent.

Module für das Retrofit und die schnelle Umrüstung

Für Anwender, die Anlagen oft umrüsten oder die sich mit gezieltem Retrofit von Maschinen- und Anlagen beschäftigen, offeriert Weidmüller mit der Termseries eine geeignete Produktfamilie. Sie ermöglicht eine hohe Packungsdichte für kleinere Schaltschranklayouts, professionelles Handling und eine umfassende Betriebsmittelkennzeichnung. Mit einer Baubreite von 6,4mm bzw. 12,8mm benötigen die Relaiskoppler und Solid-State Relais nur wenig Platz auf der Tragschiene. Die Relaiskoppler und Solid-State-Relais lassen sich gut an die jeweilige Applikation anpassen. 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 Gehäuse-Geometrie zu Einsatz. Neben dem optischen Erscheinungsbild hat diese Vorgehensweise auch technische Vorteile. So kann der Anwender auch bei verdrahteten „Schalt- bzw. Koppelebene“ das mechanische gegen das elektronische, verschleißfreie Solid-State-Relais sekundenschnell austauschen. Dazu muss er nur den ‚Auswerfer‘ betätigen und das neue Relais einsetzen. Ein lösen der Verdrahtung ist nicht notwendig – es entstehen keine Fehler. Die beliebig kombinierbaren Relaiskoppler und Solid-State-Relais schalten zuverlässig Lasten bis 250V bei 8A. 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 24 bis 230V AC/DC mit nur einer Modulvariante verarbeiten. Das spart Lagerhaltungsaufwand und gestattet den Aufbau universeller Koppelebenen zum Feld.

Der Multispannungseingang – geeignet für Retrofit

Der Multispannungseingang stellt eine große Vereinfachung in der industriellen Koppelebene dar. Relaiskoppler mit Multispannungseingang erweisen sich bei vielen Applikationen als besonders vorteilhaft. Sensoren sollen etwa aus dem Feld entkoppelt, also isoliert werden – dabei liegen unterschiedliche Signale mit verschiedenen Spannungen vor. Das gleiche gilt beim Retrofit etwa im Maschinen- und Anlagenbau sowie in der Prozessindustrie – hier kommen unterschiedliche Signale aus dem Feld, die es zu trennen gilt. Zumeist gelangen Relaiskoppler aus der Werkstatt in einem geprüften Schaltschrank ins Feld, vorgesehen ist lediglich eine Spannung, was den zeit- und kostenträchtigen Umbau auf der Baustelle erfordert. Bislang sind dafür mehrere Relaiskoppler notwendig – bei Weidmüller bedarf es, dank Multispannungseingangs, nur eines Relaiskopplers. Im Maschinenbau werden unterschiedliche Signale im Hand Shake-Verfahren zwischen Maschine und Handlingsystem weitergereicht – auch hier reicht ein Relaiskoppler mit Multispannungseingang aus. Mit ihm lassen sich Signale von 24 bis 230V AC/DC sicher und zuverlässig mit nur einer Modulvariante verarbeiten.