Die ultimativen Leitfäden zu SPS-Klemmenblöcken für eine einwandfreie Verkabelung

In der hochriskanten Welt der industriellen Automatisierung, in der Millisekunden eine Rolle spielen und Zuverlässigkeit nicht verhandelbar ist, ist Ihr SPS-System (Programmable Logic Controller) nur so stark wie seine schwächste Verbindung. Wenn es um die kritische Aufgabe der  Signalverkabelung in SPS-Systemen geht , ist das bescheiden Der Klemmenblock  spielt eine entscheidende  Rolle. Bei der Auswahl der richtigen Reihenklemmen  kommt es nicht nur auf die Bequemlichkeit an; Es geht darum, die Signalintegrität zu schützen, kostspielige Ausfallzeiten zu vermeiden und sicherzustellen, dass Ihr Steuerungssystem einwandfrei funktioniert. In diesem Artikel geht es eingehend darum, warum spezielle Klemmenblöcke  für die SPS-Signalverkabelung unerlässlich sind und wie Sie die perfekten Komponenten für Ihre Anwendung auswählen.

Warum die Signalverkabelung besondere Aufmerksamkeit erfordert?

Wenn Ingenieure und Beschaffungsspezialisten nach „ Klemmen  für die Signalverkabelung in SPS-Systemen“ suchen, werden sie von ganz spezifischen Bedürfnissen und Anliegen angetrieben:

Verhinderung von Signalverschlechterung und Rauschen:  Analoge Niederspannungssignale (4–20 mA, 0–10 V) und digitale Signale sind äußerst anfällig für Störungen (EMI/RFI) durch nahegelegene Stromkabel und Motoren. Standard- Leistungsklemmenblöcken  fehlt häufig die erforderliche Abschirmung oder Filterung.

Gewährleistung von Genauigkeit und  Zuverlässigkeit:  Ein verrauschtes oder verschlechtertes Signal bedeutet ungenaue Sensormesswerte, fehlerhaftes Aktorverhalten oder sogar einen vollständigen Prozessausfall. Anwender benötigen Blöcke, die eine konsistente Signalübertragung gewährleisten. SPS-Schränke sind platzbeschränkt. Die Signalverkabelung umfasst oft Hunderte oder Tausende von Punkten. Jeder Block muss kompakt und klar beschriftet sein und eine saubere, übersichtliche Verkabelung ermöglichen. Damit sichergestellt ist, dass die gesamten Produkte reibungslos funktionieren.

Vereinfachte Fehlerbehebung und Wartung:  Wenn etwas schief geht, müssen Techniker Signale schnell isolieren und testen. Klemmenblöcke mit Testpunkten, Trennfunktionen oder klaren visuellen Anzeigen sind von entscheidender Bedeutung. Industrieumgebungen sind rau. Verbindungen müssen trotz Vibrationen, Temperaturschwankungen und versehentlichem Ziehen sicher bleiben.    Die ordnungsgemäße Isolierung (Abstände) zwischen Signalstromkreisen und Stromkreisen mit höherer Spannung ist entscheidend für die Sicherheit (UL-, ROHS-, CE-, CQC-, ISO14001/ISO9001-, VDE-,  IEC-Standards) und Systemintegrität.

Klemmenblöcke: Die Star-  Helden der SPS-Signalintegrität

Reihenklemmen  sind weit mehr als einfache Verbindungspunkte. Für die SPS-Signalverkabelung handelt es sich um hochentwickelte Schnittstellenkomponenten, die den oben genannten Herausforderungen gerecht werden.

mit Barrierestreifen Reihenklemmen um : Trennen Sie benachbarte Stromkreise physisch durch isolierende Wände,  unbeabsichtigten Kontakt zu verhindern und Übersprechen zu reduzieren.

Geschirmte Blöcke:  Integrieren Sie Metallgehäuse oder Erdungsklemmen, die speziell für den effektiven Abschluss von Kabelschirmen entwickelt wurden. Eine ordnungsgemäße Schirmerdung am Klemmenblock ist von größter Bedeutung, um Störungen von den empfindlichen Signalleitern abzuleiten.

Gefilterte Blöcke:  Integrieren Sie Kondensatoren oder Ferrite direkt in den Block, um hochfrequente elektromagnetische Störungen (EMI) auf Signalleitungen zu unterdrücken, bevor sie die SPS-Eingangskarte erreichen.

Schraubklemme:  Die traditionelle, robuste Wahl mit hoher Kontaktkraft, hervorragend für Massiv- und Litzendrähte. Erfordert die Anwendung des richtigen Drehmoments.

Federklemme (Cage Clamp, Push-in):  Schnellere Installation, vibrationsfest und ideal für häufige Änderungen. Hervorragend geeignet für Litzen. Push-in-Typen bieten die schnellste Verbindung.

Hauptsächlich für konfektionierte Flachbandkabel oder Einzeldrähte geeignet und bietet einen sehr schnellen Massenanschluss, aber weniger Flexibilität bei Änderungen vor Ort.

Testen und Trennen:  Blöcke mit Testbuchsen oder Trennhebeln ermöglichen es Technikern, Testgeräte sicher einzuführen oder einen Stromkreis zu isolieren, ohne Kabel physisch zu entfernen – eine enorme Zeitersparnis bei der Inbetriebnahme und Fehlerbehebung.

Plug-in (Cage  Clamp SPTT): Steckbare Klemmenblöcke, auch steckbare Klemmenblöcke genannt, ermöglichen das schnelle Anschließen/Trennen ganzer Kabelbäume von der festen, auf der DIN-Schiene montierten Basis . Unverzichtbar für modulare Systeme und einfachen Austausch der SPS-Karte.

Markierung und Beschriftung:  Klare, dauerhafte und gut sichtbare Markierungsoptionen (integrierte Fahnen, Etikettenträger) sind für eine genaue Verkabelung und Dokumentation unerlässlich. Auch eine Farbcodierung ist üblich.

Potentiometer-/Brückenblöcke:  Werden zum Konfigurieren analoger Signale (Einstellen eines 4-20-mA-Bereichs) oder zum Erstellen gemeinsamer Busverbindungen direkt innerhalb des Klemmenblocksystems verwendet  .

Konstruktion & Materialien:

Gehäusematerial:  Hochwertige Thermoplaste (PA66, PBT , LCP ) mit ausgezeichneter Flammwidrigkeit (UL94 V-0), hohem Comparative Tracking Index (CTI) für elektrische Sicherheit sowie Beständigkeit gegen Chemikalien und Hitze.

Leitermaterial:  Phosphorbronze oder andere Kupferlegierungen mit entsprechender Beschichtung (Zinn, Silber, Gold) für geringen Kontaktwiderstand, Korrosionsbeständigkeit und langfristige Zuverlässigkeit.  Dieses Material entspricht dem internationalen Standard.

Kompaktes Design:  Schlanke Profile maximieren die Anzahl der pro Punkte DIN-Schienenlänge .

Auswahl des richtigen Klemmenblocks für die Signalverkabelung Ihrer SPS: Wichtige Überlegungen

Lassen Sie Ihre kritischen Signale nicht im Nachhinein aufkommen. Nutzen Sie diese Checkliste

Signaltyp:  Analog (Spannung/Strom)? Digital (ein/aus)? High-Speed-Digital? Sensortyp ?  Jeder hat eine spezifische Geräuschanfälligkeit und Verbindungsanforderungen.

Spannungs- und Strompegel:  Die Signalpegel sind niedrig (typischerweise < 30 V, < 100 mA), aber stellen Sie sicher, dass die Nennleistung des Blocks ausreichend Spielraum bietet. Die Nennspannung der Isolation ist für die Sicherheit von entscheidender Bedeutung.

Umgebungsbedingungen:  Temperaturbereich? Luftfeuchtigkeit? Vorhandensein von Staub, Ölen oder Chemikalien? Vibrationspegel?  Legt bei Bedarf Materialspezifikationen und Schutzart (IP-Schutzart) fest.

Anforderungen an die Störfestigkeit:  Ist die Umgebung elektrisch verrauscht?  Erwägen Sie unbedingt abgeschirmte und/oder gefilterte Blöcke.

Dichte und Platzbeschränkungen:  Wie viele E/A-Punkte? Wie viel Platz auf der DIN-Schiene ist verfügbar?  Suchen Sie nach ultrakompakten Designs.

Wartungs- und Fehlerbehebungsbedarf:  Müssen Signale häufig getestet werden?  Priorisieren Sie Blöcke mit Test-/Trennfunktionen.

Art und Größe der Verkabelung:  Massiv- oder Litzendraht? Stärke (AWG/mm²)?  Passen Sie an den angegebenen Bereich und die Verbindungstechnologie des Blocks an ( Schraube vs. Feder vs. Steckverbindung).

Einhaltung gesetzlicher Vorschriften:  Welche Standards müssen eingehalten werden? (UL, IEC, ATEX usw.)  Zertifizierungen überprüfen.

Zukunftssicher:  Erwägen Sie mögliche Erweiterungen oder Änderungen. Stecksysteme  bieten große Flexibilität.

Best Practices für die Signalintegrität bei der Installation

Selbst die besten Reihenklemmen  versagen, wenn sie schlecht installiert werden:

Richtige Erdung:  Dies ist DER kritischste Faktor. Stellen Sie sicher, dass die Kabelschirme sauber und durchgehend an den dafür vorgesehenen Schirmerdungsklemmenblock angeschlossen werden , der über einen niederohmigen Pfad zum zentralen Sternerdungspunkt des Schranks verfügen muss. 

Trennung von der Stromversorgung:  Signalkabel und Stromkabel in getrennten Kabelkanälen oder Kanälen verlegen. Wenn sie sich kreuzen müssen, tun Sie dies im rechten Winkel. Sorgen Sie für größtmögliche räumliche Trennung innerhalb des Schranks.

Ordentliche und organisierte Verkabelung:  Verwenden Sie Aderendhülsen für Litzen. Sorgen Sie für eine ordentliche und sichere Verkabelung. Vermeiden Sie unnötige Schleifen, die als Antennen für Lärm wirken können.

Richtiges Drehmoment:  Bei Verwendung von Schraubklemmen das vom Hersteller angegebene Drehmoment anwenden. Zu geringes Drehmoment verursacht hohen Widerstand und Hitze; Übermäßiges Anziehen beschädigt Klemmen oder Drähte.

Klare Beschriftung:  Beschriften Sie  jeden  Draht und  jeden  Klemmenblockpunkt  konsistent gemäß dem Schaltplan. In Zukunft werden Sie (oder Ihr Techniker) Ihnen dankbar sein.

Der Zukunftstrend  : Smart Blocks und IoT  -Integration

Die Klemmenblocktechnologie  entwickelt sich weiter:

Integrierte Diagnose:  Klemmenblöcke oder  mit integrierter LED, die das Vorhandensein von Signalen, Überstrom  Unterbrechungen anzeigt.

Zustandsüberwachung:  Erfassen der Temperatur oder des Kontaktwiderstands innerhalb des Blocks, um den Wartungsbedarf vorherzusagen.

Io  T-Konnektivität:  Blöcke, die als Datenknoten fungieren und Verbindungsstatus oder Sensordaten direkt an industrielle Netzwerke (IO-Link) übertragen.

Verbesserte Materialien:  Noch höherer CTI, Temperaturbeständigkeit und Miniaturisierung.

Fazit: Gehen Sie auf der Signalstraße keine Kompromisse ein

Im komplexen Ökosystem eines SPS-Steuerungssystems ist die Signalverkabelung das lebenswichtige Nervensystem. Die Qualität und Eignung Ihrer Klemmenblöcke für diese sensiblen Signale zu vernachlässigen, ist ein Spiel mit Leistung, Zuverlässigkeit und Sicherheit. Indem Sie die einzigartigen Herausforderungen der SPS-Signalverkabelung verstehen – Störanfälligkeit, Dichte, Fehlerbehebungsbedarf – und speziell für diese Bewältigung entwickelte Klemmenblöcke auswählen (mit Schwerpunkt auf Isolierung, Abschirmung, Verbindungszuverlässigkeit und Funktionen wie Tests), schaffen Sie eine solide Grundlage für Ihre Automatisierung.

Die Investition in die richtigen „ Klemmenblöcke  für die Signalverkabelung in SPS-Systemen“ ist kein Kostenfaktor; Es handelt sich um eine Investition in betriebliche Exzellenz, reduzierte Ausfallzeiten, genaue Prozesskontrolle und langfristige Systemintegrität. Sorgen Sie dafür, dass die Verbindung zählt.

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