HARTING Deutschland GmbH & Co. KG

Andre Beneke erklärt die Funktionen neuer Steckverbinder.

Bild: Florian Streifinger

Interview mit Andre Beneke, Harting Electric „Intelligente Steckverbinder übernehmen Aufgaben des Schaltschranks“

16.05.2018

Immer mehr Funktionen werden von einer zentralen Steuereinheit hin zu den Komponenten verlagert. Ein gutes Beispiel dafür sind die smarten Steckverbinder von Harting Electric. Was sich dahinter verbirgt und wieso in Zukunft auch Datenverarbeitung im Steckverbinder stattfinden könnte, erklärt Andre Beneke, Director Product Management bei Harting Electric.

Sponsored Content

E&E:

Sie arbeiten bei Harting gerade an smarten Steckverbindern. Was genau kann man sich darunter vorstellen?

Andre Beneke:

Üblicherweise leiten Steckverbinder Elektrizität oder Signale, etwa Daten, weiter. Ein intelligenter Steckverbinder verfügt über Funktionen, die über diese rein passiven hinausgehen.

Welche Funktionen sind das?

Gut nachvollziehbar ist es anhand unseres ID-Moduls. Mit ihm lassen sich Daten im Steckverbinder speichern. Über einen CAN-Bus oder Ethernet können diese Informationen ausgelesen werden. Das Charmante daran ist, wenn sich der Steckverbinder zum Beispiel an einem Maschinenmodul befindet, dann bleibt dieser Speicher immer an dem Modul. Selbst falls es innerhalb einer Fertigung verlagert oder zu einem anderen Standort geschickt wird, bleibt das Gedächtnis dort erhalten. Oder nehmen Sie unser Überspannschutz-Modul, das wir gerade gelauncht haben. Entsteht eine Überspannung, wird diese sozusagen über die Erdung des Steckverbinders abgeleitet.

Wozu braucht ein Steckverbinder solche Funktionen?

Meistens geht es um Aufgaben, die bereits in den Maschinen oder Anlagen vorhanden sind – allerdings nicht im Steckverbinder selbst, sondern im Schaltschrank oder in dezentralen kleinen Boxen. Für diese benötigt man Platz und Aufwand bei der Installation. Im Schaltschrank gibt es zum Beispiel relativ viele aktive Elemente bei den Reihenklemmen. Die werden dort aufgesetzt und verdrahtet. Das benötigt viel Platz. Sind sie hingegen bereits in den Steckverbinder integriert, spare ich mir beides, der Schaltschrank kann kleiner ausfallen und die Gesamtkosten sinken. Für den Steckverbinder ist kein großes Investment notwendig. Er ist eh bereits vorhanden und muss nur leicht modifiziert werden.

Wird der Steckverbinder durch die Zusatzfunktionen nicht selbst auch größer?

Das hängt sehr stark von der Funktion ab. Das ID-Modul benötigt üblicherweise wirklich etwas mehr Platz als der normale Steckverbinder. Es kann also nicht automatisch genau der gleiche Steckverbinder verwendet werden. Wir planen allerdings, gewisse Funktionen auch nachrüst- bar anzubieten. In dem Fall würde man rein äußerlich und auch vom Steckgesicht her keinen Unterschied erkennen. Die Elemente für die zusätzlichen Funktionen werden dann hinten im Anschlussbereich angesetzt. In den meisten Fällen wird sich allerdings das Steckgesicht ändern und der Steckverbinder wahrscheinlich etwas größer werden. Dennoch ist es immer noch eine deutliche Platzersparnis im Vergleich zu der bisherigen Umsetzung.

Sie haben zwei Funktionen erwähnt, die sich in den Steckverbinder integrieren lassen. Das ist aber sicherlich nicht mit allen sinnvoll.

Da haben Sie vollkommen recht. Sehr gut geht das mit solchen Aufgaben, auf die man nachher keinen Zugriff mehr benötigt. Also solche, die zwar in einem System integriert sein müssen, aber an die der Betreiber nicht mehr ran muss und wo auch kein visueller Status nötig ist. Viele im Feld verbaute Steckverbinder sind danach nicht mehr sichtbar und schlecht zugänglich. Möchte ich von der Maschine oder dem Gerät visuelle Status- informationen erhalten, sollte ich diese natürlich nicht am Steckverbinder ausspielen und in diesen etwa ein LED-Display integrieren. Dafür sind einfach der Aufwand und die Kosten zu hoch. Also alles worauf ich direkten Zugriff brauche, ist zentral im Schaltschrank schon gut aufgehoben. Alle Funktionen, die ein Betreiber nur einmal installiert und die dann funktionieren müssen, eignen sich tendenziell auch für die Integration in den Steckverbinder.

Welche Aufgaben können Ihre Steckverbinder bereits übernehmen?

Wir bauen gerade noch unser Angebot auf. Zurzeit bieten wir drei Funktionen für unsere Industriesteckverbinder Han an. Den Überspannungsschutz und das ID-Modul habe ich bereits erwähnt. Mit diesem lassen sich im Steckverbinder Daten speichern und auch wieder auslesen. Dazu muss ich ihn nicht abziehen, sondern kann von einer zentralen Stelle auf ihn zugreifen. Außerdem haben wir noch einen Mini-Switch für ihn entwickelt. Dabei handelt es sich um einen ungemanagten Switch, der im Steckverbinder verbaut wird. Dieser muss nicht konfiguriert werden, sondern wird nur in das Netzwerk gehängt und versendet dort Datenpakete. Das ist auch ein schönes Beispiel für eine Funktion, die sich gut in den Steckverbinder einfügen lässt. Physisch muss ein Betreiber nach dem Einbau nicht mehr an den Switch ran. Deshalb spielt es keine Rolle, ob er im Schaltschrank installiert ist oder im Steckverbinder. Möchte ein Kunde Platz im Schaltschrank sparen oder keine Switch-Boxen aufstellen, dann ist das eine richtig tolle Lösung.

Planen Sie noch weitere Funktionen anzubieten?

Wir denken über einige weitere nach. Eine mögliche weitere Stoßrichtung, neben der Integration von Aufgaben aus dem Schaltschrank oder den Maschinen, ist es zum Beispiel auch Module zu integrieren, die den Zustand des Steckverbinders überwachen.

Das geht in Richtung Predictive Maintenance.

Genau. Man könnte zum Beispiel überwachen, wie oft ein Steckverbinder gezogen und gesteckt wird. Aufgrund von Erfahrungswerten zum Verschleiß lässt sich dann frühzeitig erkennen, wann ein Austausch nötig ist. Es gibt Anwendungen, bei denen ein aktives Überwachen genau dieser Thematik sinnvoll ist. Dazu haben wir aktuell noch nichts Konkretes geplant, aber wir können uns das gut vorstellen. Eine weitere Idee ist es, die Überwachung von Geräten in den Steckverbinder zu integrieren. Zum Beispiel auch Überwachungssysteme, die in den Geräten bisher noch gar nicht vorhanden waren. Ich kann mir zum Beispiel sehr gut eine Temperaturüberwachung im Steckverbinder vorstellen. Wenn es in Ausnahmefällen etwa zu extremer Hitze kommt, reduziert er die Gesamtleistung des Systems oder schaltet es ganz ab. Dadurch schützt man nicht nur den Steckverbinder, sondern auch die Kabelkonfektion, die Kabelstrecke und das restliche angeschlossene Equipment. Besonders charmant daran ist, dass der Betreiber das Grundsystem überhaupt nicht ändern muss. Es reicht, den Steckverbinder zu wechseln oder die Funktionen in diesem nachzurüsten.

Wie genau funktioniert diese Nachrüstung?

Der größte Teil der intelligenten Funktionen basiert auf unserem modularen Steckverbindersystem. Das besteht im Grunde aus einem Rahmen, der Module aufnimmt. Wie genau der Kunde diesen Rahmen bestückt, ist ihm überlassen. Wir bieten zurzeit weit über 100 Module dafür an. Aus diesen Standardkomponenten kann er einen individuellen Steckverbinder zusammenstellen. Auch die neuen Funktionen lassen sich auf diese Weise in den Steckverbinder einbauen. Die Idee dahinter ist auch, falls Kunden über die Integration solcher intelligenter Funktionen nachdenken, dass sie bereits vorher im Steckverbinder Platz dafür lassen. Sollen sie dann wirklich zum Einsatz kommen, muss nur das entsprechende Modul eingebaut werden. Ein typischer Steckverbinder hat zum Beispiel Platz für sechs Module. Viele Kunden nutzen aber nur vier oder fünf der Plätze. Die freien lassen sich mit Dummys besetzen und wenn die nächste Geräte- oder Maschinengeneration kommt oder ein Endkunde danach verlangt, können dort die Zusatzmodule eingebaut werden. Das kann der Kunde sogar selbst vor Ort machen.

Edge-Computing, also die lokale Datenauswertung direkt an den Maschinen und Komponenten, wird zu einem immer wichtigeren Thema in der Industrie. Planen Sie auch Datenverarbeitung zu integrieren?

Auch dazu können wir uns einiges vorstellen. Spruchreif ist davon aber noch nichts. Gerade wenn man an Industrie 4.0 denkt, ist das natürlich relevant. Die Datenmengen, die dort erhoben werden sollen, sind einfach enorm. Allein wenn ich daran denke, wie viele Daten pro Minute bei einer Spritzgussmaschine entstehen. Es ergibt keinen Sinn, sie alle ungefiltert und unverarbeitet an eine Leitstelle oder an die Cloud weiterzusenden. Das verbraucht zu viel Speicherplatz. Deshalb braucht es eine Vorverarbeitung direkt an der Maschine. Und die kann natürlich auch im Steckverbinder stattfinden.

Bildergalerie

  • Steckverbinder sollen künftig nicht mehr nur Daten und Energie übertragen. Integrierte Speicher können zum Beispiel Maschinendaten sammeln.

    Bild: Florian Streifinger

  • Welche zusätzlichen Funktionen Steckverbinder übernehmen können, zeigte Andre Beneke (links, im Bild im Gespräch mit E&E Managing Editor Florian Streifinger) auf der Hannover Messe.

    Bild: Saskia Albert

Verwandte Artikel