Automatisering af terminalblok-ledninger kræver avancerede konnektorer

Investeringer i automatisering, elektrificering og digitalisering er afhængige af pålidelig strøm. Men komplikationerne ved manuel ledningsføring af kontrolkabinetter og risikoen for menneskelige fejl kan resultere i meget ineffektive og tidskrævende processer. Automatisering, eller i det mindste forenkling af ledningsføring er afgørende for at øge pålideligheden og kontrolkabinetters rentabilitet.

Konstruktører og produktdesignere af kabinetter skal tage højde for kompleksiteten af elektriske forbindelser og tilhørende fremstillingsprocesser, sammen med de elektriske kontakters langsigtede opførsel og krav til pålidelighed. I hjertet af kontrolkabinetter er der terminalblokke, som forbinder og styrer ledningerne i et elektrisk system. De er afgørende for at organisere og teste ledninger og komponenter, ofte ved hjælp af DIN-skinner, der er industristandard.

Kontrolkabinetter er afgørende for forskellige industrielle og kommercielle bygningsapplikationer. De skal kunne imødekomme forskellige strømkrav og isolere varmeproducerende og støj- eller vibrationstruede komponenter. Nogle kabinetter kan indeholde programmerbare logiske controllere og sensorer og blander ofte datakommunikationslinjer med elektriske ledninger.

Produktdesignere skal presse flere komponenter - fra signalenheder til strømforsyninger - ind i kabinetter med strenge pladsbegrænsninger, som ofte skal kunne modstå barske miljøforhold. Installationsarbejdet i forbindelse med konstruktion af kontrolkabinetter skal udføres stadig hurtigere og helst automatiseres for at øge produktiviteten og rentabiliteten, men terminalblokforbindelser skal være permanent pålidelige, sikre og nemme at vedligeholde.

For at imødekomme fremtidige behov skal disse kabinetter kunne opgraderes på stedet og tilpasses nye ledninger og teknologier. Effektiv og nem ledningsføring er en primær ingrediens til at øge effektiviteten i kabinetdesign, montering, installation og i sidste ende robotmontering.

Forbedring af terminalblokke

Ledningsforbindelserne skal være pålidelige, sikre og nemme at vedligeholde, men ledningsføring i et kabinet kan være komplekst og tidskrævende. En undersøgelse foretaget af ISW (Institute for Control Engineering of Machine Tools and Manufacturing Units) anslår, at et gennemsnitligt kontrolkabinet indeholder 500 ledninger, hvilket i gennemsnit kræver 54 timer til ledningsføring, hvoraf 56 % bruges på at klippe, tilføje stik og krympe.

Terminalblokke forenkler ledningsføringen og gør det lettere at arrangere og omarrangere modulerne i kabinettet. Men mange producenter og kunder er stadig primært afhængige af fysisk arbejde for at færdiggøre terminalblokforbindelser ved hjælp af en af tre typer forbindelser til at fastgøre ledningerne:

• Skruekonnnektorer, enten med spændeåg eller boltkonnektorer. De er særligt velegnede til forbindelser med store ledertværsnit.De er gennemprøvede og pålidelige, men skal måske strammes med jævne mellemrum. Overspænding er en potentiel risiko, der kan beskadige ledningerne.
• Fjederkonnektorer, hvor afisolerede massive ledere blot sættes ind i en selvlåsende, fjederaktiveret spændeblok. De kræver dog, at man indsætter et værktøj for at åbne spændeblokken.
• Push-in-konnektorer, en forbedring af fjederaktiverede spændeblokkonnektorer, giver større bekvemmelighed og kontaktsikkerhed. Montører og installatører kan tage en afisoleret, fintrådet leder med en påkrympet bøsning eller en massiv leder og blot indsætte den i klemmeblokken op til anslaget uden brug af værktøj. Ud over den hyppige brug af bøsninger kræver det stadig brug af værktøj at åbne klemmen for at fjerne lederne.

En SNAP IN-konnektormulighed

Weidmüller tilbyder en anden mulighed, der går videre end push-in-konnektorer. Virksomhedens Klippon Connect SNAP IN-terminalblokke giver nemmere, hurtigere, sikrere og mere effektive elektriske tilslutninger. Denne teknologi kan reducere tilslutningstider for terminalblokke med op til 50 % og endda understøtte fuldautomatiske ledningsføringsprocesser.

Selv fleksible ledere kan tilsluttes uden bøsninger eller værktøj. SNAP IN S-seriens gennemførings- og beskyttelsesjord-terminalblokke har en forspændt fjeder, og afisolerede ledninger kan hurtigt og sikkert indsættes i klemmeblokken uden yderligere forberedelse. Kontakt med klemmeblokken signaleres med en tydelig "klik"-lyd, og en grøn tap løftes for at give visuel bekræftelse. Pålidelig kontakt med lederen sikrer, at ledningsforbindelsen er beskyttet mod vibrationer, samt at den er gastæt og stabil.

Med SNAP IN-terminalblokke kan lederne hurtigt frigøres ved at trykke på tappen, som også forspænder klemmeblokken til efterfølgende isætning. Producenterne kan fremskynde ledningsføringen med reduceret ledningsforberedelse og skabe en mere effektiv installationsproces.

Ledningstilslutningsgrebet på SNAP IN-terminalblokke er allerede åbent, så den afisolerede konnektor kan indsættes, hvorefter den patenterede klemmemekanisme lukker automatisk. Det sikrer en sikker, selvlåsende, permanent forbindelse med en høj kontaktkraft fra lederen til samleskinnen.

I tilfælde, hvor en afisoleret lederende skal beskyttes, kan producenter og installatører bruge ultralydssvejsning eller krympede bøsninger. Standardiserede testpunkter muliggør automatiserede test- og kontrolprocesser.

Korrekt indsatte SNAP IN-forbindelser er langtidsstabile og egnede til områder, der udsættes for vibrationer og stød, i henhold til IEC 61373/10.2011. Efterfølgende kontrol eller justering er unødvendig. Desuden er SNAP IN-forbindelser problemfri, selv ved ekstreme temperaturer fra -40 °C til ca. +120 °C.

SNAP IN-terminalblokke er "klar til robot" med et optimeret design, der kan termineres direkte med robotsystemer. Automatiseret tilslutning af terminalblokke kan forhindre produktionsfejl, fremskynde arbejdsgange og reducere omkostninger.

SNAP IN S-seriens terminalblokke er blevet optimeret til automatiseret lasermærkning for yderligere at reducere produktionstiden.

SNAP IN S-seriens muligheder

Gennemføringsterminalblokke er velegnede til samling og/eller tilslutning af en eller flere ledere. De kan have et eller flere forbindelsesniveauer, der er på samme potentiale eller isoleret mod hinanden.

Weidmüllers SNAP IN S-serie af gennemføringsterminalblokke fås i enkeltlagsversioner med 2, 3 eller 4 ledere. Figur 1 viser 2-leder 2674530000 og 4-leder 2753960000. En 3-leder 2753950000 er også tilgængelig. Hver blok har plads til ledere med et tværsnitsareal på op til 2,5 mm² og AWG-standardområdet (American Wire Gauge) på 14-20.

Figur 1: Til venstre er en 2-leder, 1-lags 2674530000 gennemføringsterminalblok, og til højre er en 4-leder, 1-lags 2753960000. (Kilde: Weidmüller)

Weidmüller tilbyder også stablede konnektorer i flere niveauer, der kan rumme flere ledere på kompakt plads, herunder 4-leder 2902380000 (figur 2).

Figur 2: 4-leder, dobbeltlag 2902380000 gennemføringsterminalblok. (Kilde: Weidmüller)

Beskyttelsesjord (PE)/jordterminalblokke er en type gennemføringsterminalblok, der giver en pålidelig jordforbindelse til monteringspunkter. De har et eller flere kontaktpunkter til forbindelse med og/eller forgrening af beskyttelsesjordledere.

PE-versionerne i Weidmüllers SNAP IN S-serie omfatter en et-lags, 2-leder 2674560000 og en flerlags, 4-leder 2902460000 (figur 3).

Figur 3: En dobbeltlag 2902460000 PE-blokkonnektor med 4 ledere. (Kilde: Weidmüller)

Tilslutning af terminalblokke kræver også en endeplade, f.eks. Weidmüller 2751080000. Den monteres på den åbne side af den sidste modulterminal før endebeslaget for at sikre modulterminalens funktion og den specificerede mærkespænding og for at beskytte mod kontakt med spændingsførende dele.

Konklusion

Effektiv og nem ledningsføring er nøglen til at imødekomme efterspørgslen på elektriske kontrolkabinetter, efterhånden som elektrificeringen og automatiseringen tager til. Den selvaktiverende forbindelsesmekanisme i Weidmüllers SNAP IN-teknologi giver mulighed for større produktivitet med terminalblokkonnektorer, der er lettere at montere og vedligeholde, som lettere kan omkonfigureres, og som er optimalt designet til at understøtte robotassisteret montering.