Die Transceiver des Controllerboards werden in ein steckbares Modul verlagert.

Die Transceiver des Controllerboards werden in ein steckbares Modul verlagert.

Vergleich bisheriger Lösungen mit dem neuen Übertragungsprinzip von Harting.

Vergleich bisheriger Lösungen mit dem neuen Übertragungsprinzip von Harting. Harting

Für fast alle Arten industrieller Antriebstechnik werden Elektromotoren mit bis zu mehreren kW und sogar MW Leistungsaufnahme eingesetzt. Bei konstanten Geschwindigkeiten ist deren Steuerungstechnik recht einfach. Jedoch ist es oft notwendig, die Drehzahl der Motoren zu regeln, womit das Ganze gleich komplizierter wird.

Die Drehzahlregelung

In den größeren Leistungsklassen wird die Drehzahlregelung mit IGBT-Halbleitern realisiert. Diese können große Lasten mit sehr geringen Steuerleistungen schalten. Die notwendigen Signale zur IGBT-Ansteuerung werden mit Kunststofflichtwellenleitern (POF) übertragen, wegen der sehr hohen Isolations- und Spannungsanforderungen. Dabei realisieren die POF-Fasern eine störungsfreie und galvanisch getrennte Signalübertragung.

Bisher serviceunfreundlich

Die bisherige Verbindung zwischen Controller- und Driverboard, sprich Steuerungs- und Motorenseite, wurde durch einzelne Fasern hergestellt. In den Transceivern der Leiterkarte erfolgt die elektro-optische Umwandlung der Signale, wobei optische Kontakte die Verbindung zu den Fasern herstellen. Jede optische Faser besitzt sowohl auf dem Driver- als auch auf dem Controllerboard einen einzelnen Anschluss, in dem sich die Transceiver befinden. Mit dieser bisherigen Lösung benötigen alle Sende- und Empfangselemente auf dem Controllerboard viel Platz, was das Board unnötig groß macht.

Ein weiteres Manko ist die richtige Positionierung der diversen POF-Fasern im Servicefall oder während der Installation. Jede Faser muss einzeln jeweils mit Driver- und Controllerboard verbunden werden. Diese Zuordnung erfordert Aufmerksamkeit, eine gewisse Sorgfalt und Zeit. Sender und Empfänger dürfen für den korrekten Betrieb nicht vertauscht werden. Um die Qualität der Faserstirnflächen zu garantieren, setzt man vorkonfektionierte Kabel ein, die auch der Kunde Vorort individuell montieren kann.

Die üblicherweise verwendeten optischen Elemente sind grundsätzlich für den industriellen Einsatz mit erweiterten Temperaturbereichen und erhöhten Vibrationen entwickelt, bieten jedoch nur eine einfache Zugentlastung für die Fasern. Wichtig ist zudem, dass die optische Schnittstelle konsequent vor Schmutz geschützt wird. Im ungesteckten Zustand sind sogar Schutzklappen erforderlich.

Sauberkeit und der richtige Anschluss sind die Hauptanforderungen – und das bei zum Teil zahlreichen Anschlüssen. Das ist teuer und serviceunfreundlich, insbesondere, wenn ein Teil dieser Übertragungseinheit im Betrieb Schaden nimmt und das gesamte Board ausgetauscht werden muss.

Steckbares Modul

Um dieses Problem zu lösen, hat Harting ein Übertragungsprinzip entwickelt, das die Verlagerung der Transceiver des Controllerboards in ein steckbares Modul beinhaltet und die optische Schnittstelle nach dem Prinzip „elektrisch Stecken und optisch übertragen“ integriert.

Für das elektrische Stecken und als Systemgehäuse verwendet Harting Lösungen aus der Han-Eco 10A-Baureihe. Dabei erfüllt das Han-Gehäuse hohe Anforderungen und integriert einen optimalen Knickschutz und Zugentlastung für die Fasern. Zudem kann die Leiterkarte im Han-Gehäuse bei Bedarf Serienwiderstände und Abstützkondensatoren aufnehmen, um die optischen Elemente fehlerfrei anzusteuern und Störungen auszuschließen. Die elektrischen Kontakte des elektrisch verbindenden D-Sub-Steckgesichts widerstehen auch dem Verschleiß durch Mikrovibrationen und gröberen Erschütterungen.