Verteilerboxen, Bild: Phoenix Contact

Geeignet für jeden Bereich: Auch in der Fluid- und Prozesstechnik stellen Verteilerboxen die Verbindung zwischen Sensorik/Aktorik und Steuerungsebene her. Bild: Phoenix Contact

Im Umfeld des Maschinenbaus wird bereits seit langem die Verbindung zwischen Sensorik, Aktorik sowie der Steuerungsebene mit Rundsteckverbindern realisiert. Populäre Baugrößen sind in diesem Umfeld einerseits M12-Steckverbinder mit einer Vielzahl an Varianten für zahlreiche unterschiedliche Einsatzzwecke und andererseits M8-Steckverbinder für eine besonders kompakte Ausführung.

Während bei kompakten Maschinen und Anlagen die einzelnen Sensoren und Aktoren direkt mit dem Schaltschrank oder der Steuerung verbunden werden, führt diese Vorgehensweise bei weit verteilten Anlagen schnell zu einem hohen Verkabelungsaufwand. Daher wurden und werden Klemmenkästen eingesetzt, um Anschlussleitungen für Sensoren und Aktoren lokal in einem mehradrigen Kabel zusammenzufassen.

Einfach statt kompliziert

Verteilerboxen, Bild: Phoenix Contact
Schlankes Design mit moderner Optik: Verteilerboxen integrieren sich harmonisch in aktuelle Maschinen und Anlagen. Bild: Phoenix Contact

Die Verdrahtung mit Klemmenkästen bringt allerdings eine Reihe von Nachteilen mit sich, welche durch den Einsatz von Sensor-/Aktor-Boxen vermieden werden. Bei Planung, Installation und Wartung ist das Handling der Boxen erheblich einfacher. Während in Klemmenkästen jedes E/A-Signal auf Reihenklemmen aufgelegt werden muss, erfolgt der Anschluss mit Sensor-Aktor-Boxen durch standardisierte Rundsteckverbinder. Durch Plug & Play entfällt die Notwendigkeit, Einzeladern anzuschließen. Bei Verteilerboxen mit doppelter Belegung der einzelnen Steckplätze führt dies zu einer Verringerung des Verkabelungsaufwands: Eine Verteilerbox mit acht Steckplätzen kann maximal 16 Sensor-Signale von 3-Draht-Näherungsschaltern aufnehmen. In diesem Fall müssten im Klemmenkasten 48 Einzeladern angeschlossen werden. Auf der Sensor-/Aktor-Box sind hier nur acht M12- oder M8-Steckplätze erforderlich.

So entsteht eine übersichtliche Verkabelung, die zusätzlich die Aufwände bei Wartung und Reparaturen reduziert. Beim Ausfall eines Sensors im Klemmenkasten müssen die entsprechenden Klemmstellen aufwendig identifiziert werden. Der entsprechende Steckverbinder auf einer Verteilerbox kann durch die integrierten LEDs sowie durch große Markierungsfelder schnell und einfach identifiziert und ausgetauscht werden. Die standardisierten Schnittstellen in Verbindung mit fehlstecksicheren Kodierungen erlauben es grundsätzlich auch Anwendern ohne hohe technische Qualifizierung, nach kurzer Einarbeitung einfache Reparaturen vorzunehmen. Im Fehlerfall können so zum Beispiel betreuende Techniker schnell einen Sensor austauschen, ohne dass erst ein Spezialist hinzugezogen werden muss.

Durch die kompakten Abmessungen von Verteilerboxen im Vergleich zu Klemmenkästen wird ein erheblicher Anteil an Bauraum eingespart.“

Dirk Bunzel, Phoenix Contact

Vorteile in der Planung

Doch nicht nur bei Installation oder Wartung vereinfachen Sensor-/Aktor-Boxen die Arbeit – bereits im Planungsstadium ergeben sich Vorteile. Für Verteilerboxen stellen die Anbieter CAD- und CAE-Informationen zur Verfügung. In der Engineering-Software Eplan ist das entsprechende Makro einer Sensor-/Aktor-Box in Sekundenschnelle platziert – die planerische Entsprechung eines Klemmenkastens muss hingegen aufwendig aus den einzelnen Makros für Reihenklemmen und Leitungen zusammengestellt werden. Die standardmäßig verfügbaren CAD-Daten in verschiedenen Formaten wie STEP, IGES oder DXF erleichtern die Platzierung im 3D-Modell einer Maschine oder Anlage, während diese Informationen gerade bei Klemmenkästen mit speziellen Abmessungen nicht immer sofort vorhanden sind.

Bereits die Auswahl der zur eigenen Anwendung passenden Artikel wird einerseits durch standardisierte Klassifizierungssysteme wie eClass oder Etim vereinfacht. Andererseits bieten viele Hersteller auch eigene Lösungen zur Auswahl der passenden Produkte wie Konfiguratoren oder Selektoren an.

Durch die kompakten Abmessungen von Verteilerboxen im Vergleich zu Klemmenkästen wird zudem ein erheblicher Anteil an Bauraum eingespart. Somit kann ein schlankes und zeitgemäßes Maschinendesign auf einfache Weise umgesetzt werden.

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Umfangreiche Prüfungen wie Schock- und Vibrationstests belegen die robuste und zuverlässige Auslegung der Produkte. Bild: Phoenix Contact

Für alle Einsatzgebiete

Zu den vielfältigen Einsatzbereichen der Verteilerboxen zählen auch die Fluid-, Verfahrens- und Prozesstechnik. Neben der robusten Ausgestaltung der Produkte liegen weitere Vorteile in der Materialauswahl, etwa in der hohen Beständigkeit gegenüber Hydraulikölen, Kühl- und Schmiermitteln sowie weiteren Medien. Die Leiterbahnen der Platinen und Aderquerschnitte in der Stammleitung sind ausreihend dimensioniert. Daher stellt auch die Verwendung von größeren Ventilspulen in Hydraulik- oder Pneumatikventilen kein Problem dar.