Die zuverlässige und schnelle Kontaktierung der Module steht hierbei im Vordergrund. Denn sie ermöglicht den Aufbau einer Kommunikation zwischen diesen – etwa mittels CANopen oder individuellen RS485-Protokollen. Gleichzeitig kann die Versorgungs- und Schaltenergie der Module mit dieser Technik optimal verteilt werden. Je nach Anforderung können die Bussysteme unterschiedlich aufgebaut sein - die marktgängigen Lösungen reichen von einfachen Metallkontakten bis hin zu Leiterplatten, auf denen hochpolige Stecksysteme verlötet sind. In den letzten zehn Jahren hat sich der industrielle und semiindustrielle Markt für Schaltschrankgeräte rasant verändert. Der Trend von der „Ein-Gerät“-Lösung, welche die PSU (Power Supply-Unit), CPU (Central Processing Unit) und diverse IO-Units (Input/Output-Units) beinhaltet, hin zur Aufteilung dieser Units in jeweils eigene Geräte, die intelligent miteinander verbunden werden, ist nicht mehr umkehrbar. Einen nicht zu unterschätzenden Anteil an dieser Entwicklung trägt die Gehäusetechnik. Sie bietet mit der Einführung der Bussystem-Technik vielen Geräteentwicklern – etwa von Steuerungssystemen – zahlreiche neue Möglichkeiten.
Bussysteme erlauben die schnelle und zuverlässige Verdrahtung von einzelnen Geräten, die in Gehäusemodulen verbaut sind. Damit wird die Ein-Gerät-Lösung ersetzbar, die bislang aus Kostengründen und wegen der vermeintlich besseren Handhabbarkeit zum Einsatz kam. Die nun entstehenden modularen Gerätesysteme erlauben Service- und Wartungsarbeiten am Schaltschrank. Die Störung der zu steuernden Maschine oder gar des gesamten Betriebs für unbestimmte Zeit gehört der Vergangenheit an, denn jetzt können Module durch simples Stecken binnen Minuten ausgetauscht werden.
Bereits der Aufbau der Gerätesysteme im Schaltschrank ist durch eine entsprechende Programmierung und Auslegung der Elektronik durch die Bussysteme frei skalierbar. Sogar bei der Installation direkt vor Ort ist es nun möglich, das Gerätesystem auf die Anforderungen der speziellen Applikation auszulegen. So muss sich der Installateur des Gerätesystems auch erst vor Ort für die passenden Messumformer-Module des Gerätesystem-Herstellers entscheiden - wenn er die Anforderungen der zu steuernden Maschine bei der Sichtung zur Kenntnis nimmt.
Bussysteme in verschiedenen Ausführungen
Der Gehäusemarkt bietet mittlerweile ein breites Spektrum an unterschiedlichen Bussystemen - mit bis zu 16 Polen in der Tragschiene. Systeme, die hauptsächlich für die Daten- und Signalübertragung gedacht sind, verfügen typischerweise über serielle und parallele Kontakte. Diese Kontakte ermöglichen den Aufbau von Reihen- sowie Parallelschaltungen, und sie können für unterschiedliche Protokolle genutzt werden. So dienen die seriellen Kontakte etwa zur geografischen Adressierung der Gerätemodule. In den meisten Fällen sind Signal- und Datenbus-Systeme auch in der Lage Module mit Energie zu versorgen. So können zum Beispiel zwei Pole für eine Spannungsversorgung für teilweise bis zu 125 V und 8 A pro Pol verwendet werden.
Für Anwendungen mit hohen Stromstärken bieten sich sogenannte Powerbusverbinder an, die einen Summenstrom von 42 A bei 60 VDC in einzelne Module auf der Tragschiene verteilen. Dabei kommen sie ganz ohne Verdrahtung aus: Zwei Stromschienen werden einfach in die speziell dafür vorgesehenen Steckverbinder eingesteckt, die wiederum auf der Leiterplatte der Elektronik verlötet sind. Verdrahtet werden die Module dann ohne Kabel schneller und bequemer. Dabei erhöht sich der Komfort und auch der Funktionsumfang gegenüber der herkömmlichen Einzelverdrahtung der Module mittels Printklemmen oder Steckverbindern. Zudem lässt sich ein Powerbussystem zumeist auch zusammen mit einem Daten- und Signalbussystem betreiben. Bei modernen Bussystemen können aufgesteckte Elektronik-Module auch aus dem Verbund gezogen werden, ohne dass die Nachbarmodule entfernt werden. Dies erspart viel Zeit bei Montage und Demontage sowie bei der Wartung des Gerätesystems.
Außerdem gibt es Bussysteme, bei denen der Geräte-Entwickler eigene aktive Schaltungen auf die Leiterplatte des Bussystems aufbringen kann. Ermöglicht wird dies, indem lediglich die erforderlichen Kunststoff- und Metallteile sowie die Steckverbinder mit bis zu 50 Polen als Bausatz geliefert werden. Die eigentliche Leiterplatte für das Bussystem kann der Gerätehersteller dann in Eigenregie entwickeln und produzieren - oder auch beim Gehäusehersteller in Auftrag geben.
Die Zukunft ist hochpolig und hochfrequent
Mit ihren Bussystemen prägen die Elektronikgehäuse den Gerätemarkt im semiindustriellen und industriellen Bereich. Die Gehäuse haben einen hohen Anteil am modularen und flexiblen Aufbau der Gerätesysteme. Die Trends bei den Bussystemen begünstigen eine hohe Polzahl genauso wie Hochfrequenztechnik innerhalb der Tragschiene – vornehmlich der gängigen TS35. Auch der Einzug von Industrial-Ethernet vor dem Hintergrund zunehmender Datenmengen bringt die Gehäusehersteller in Zugzwang. Hier zeigen sich auf dem Markt bereits vielversprechende Ansätze.
