Was sind Initiator-Leitungen und wo kommen sie zum Einsatz?
igu-blog-adm | 20. August 2019
Initiator-Leitungen, auch Sensor-/Aktor-Kabel genannt, stellen die Verbindung zwischen Steuereinheit und unterschiedlichsten Sensoren – bzw. bei Umkehrung des Messprinzips – Aktoren dar. Kurzformen, die häufig verwendet werden, sind auch Ini, Ini-Leitung oder Ini-Kabel (Mehrzahl: Inis).
Sensoren bzw. Messwertaufnehmer dienen dazu physikalische Größen, wie Umdrehung, Geschwindigkeit, Abstand oder Länge, in analoge elektrische Impulse umzuwandeln. Handelt es sich um einen Aktor, so wird der gemessene elektrische Strom (Formelzeichen: I, Einheit: Ampere; A) oder die Spannung (Formelzeichen: U, Einheit: Volt; V) in z.B. eine Temperatur, in Druck oder einen Drehmoment umgewandelt.
Die Anschlussleitung ist aus mindestens 3 Adern mit kleinem Querschnitt zwischen 0,14 mm² und 0,34 mm² aufgebaut. Im einfachsten Fall werden zwei Adern für die Spannungsversorgung benötigt, während die übrige Ader ein I/O-Signal überträgt. Für sensible Anwendungsbereiche gibt es neben den klassischen Ini-Kabeln geschirmte Varianten, um EMV-Störungen (elektromagnetische Verträglichkeit) zu vermeiden.
Im Feld verbaute Initiatoren werden üblicherweise mit M8- oder M12-Steckern in entsprechender Polzahl angeschlossen. Moderne Produktionsanlagen benötigen zahlreiche Initiatoren, um einen reibungslosen Funktionsbetrieb zu gewährleisten. Aus diesem Grund sind die benötigten Anschlusskabel oft Massenware und werden in sehr hohen Stückzahlen und in einer sehr weit automatisierten Produktion angefertigt. Daher werden die Zuleitungen meist mit M8- oder M12-Steckverbindern industriell umspritzt. Der Umspritzungsvorgang schafft nicht nur eine hohe Prozessfähigkeit, sondern wirkt sich direkt auf den Verkaufspreis aus. Darüber hinaus können eine hohe Dichtigkeitsklasse (IP Schutzarten-Blogbeitrag), eine sehr geringe Baugröße sowie eine Gewichtsreduzierung erreicht werden.
Klein aber fein – die versteckte Massenware mit Potential
Wie beschrieben, werden viele Sensoren und Aktoren verbaut und daher erklärt sich auch die Nachfrage nach Initiator-Leitungen, die bereits auf einem hohen Level angekommen ist und weiterhin kontinuierlich ansteigt.
Aufgrund des immer höher werdenden Automatisierungsgrades bei neuen elektromechanischen Konstruktionen und Anlagen, nimmt auch die Anzahl der verbauten Sensoren zu. Da diese miteinander verkabelt werden müssen, müssen im Umkehrschluss auch immer mehr Initiatoren in die Konstruktionen mit eingeplant werden.
Zur Vereinfachung werden oftmals Verteiler, wie Sensor-/Aktorboxen, in den Maschinensegmenten eingesetzt.
Sensoren sind heutzutage in großen Mengen in verschiedensten Branchen zu finden – z.B. in den folgenden:
- Maschinen- und Anlagenbau
- Werkzeugmaschinen
- Fabrikautomatisierung
- Automobilbranche
- Gebäudetechnik
- Landwirtschaft
- Luft- und Raumfahrt
Um die einzelnen Komponenten miteinander zu verbinden und den Signalaustausch zu gewährleisten, gibt es entsprechend zahlreiche Anbieter, die sich auf diesen Produktbereich spezialisiert haben, um die Verbindung von Steuereinheit und Sensoren zu realisieren. Um nur einige der bekanntesten zu nennen:
- Phoenix Contact
- Belden/Lumberg
- ifm
- Keyence
- Binder
- Turck
- Murr Elektronik
- Metz Connect
- Balluff
- Escha
- Molex/Woodhead
- Pepperl & Fuchs
Die richtige Leitung hängt von der jeweiligen Anwendung ab. Im ersten Schritt sollten Sie sich folgende grundsätzliche Fragen beantworten:
Darüber hinaus sollte die Leitung den mechanischen und chemischen Anforderungen genügen. Hier stellen sich Fragen wie:
All diese und sicherlich noch einige weitere Fragen stehen am Anfang der Auslegung.
Hier kommt es sowohl auf das Mantelmaterial als auch auf den Aufbau der Meterware an. PVC ist kostengünstig und ist bei geringen chemischen und mechanischen Anforderungen geeignet. Soll die Leitung in einer kontinuierlich bewegten Anwendung in einer Energieführungskette verwendet werden, d.h. sie sollte schleppkettenfähig sein und ist zudem Ölbeständigkeit erforderlich, so besteht der Außenmantel meist aus dem Werkstoff PUR.
Bei extremeren Einsatzbedingungen kann als Mantelwerkstoff TPE ausgewählt werden. Da die Preise hier immer noch moderat sind, empfiehlt es sich dies ebenfalls in Erwägung zu ziehen. So kann eine erhöhte Ausfallsicherheit gewährleistet werden. Insbesondere bei hochkomplexen Anlagen sollte man sich – je nach Einbauverhältnissen – vor Augen führen, was ein Austausch der Leitung im Vergleich zu einem möglichen Maschinenstillstand an Aufwand und Kosten mit sich bringen würde (siehe Blogbeitrag zum Thema: Ausfallzeiten im Fertigungsprozess).
Der Problemlöser für heavy-Duty-Anwendungen: Die CF.INI von igus®
igus® bietet einen Problemlöser für solche hochkomplexen „heavy Duty“-Anwendungen an. Unsere Initiatorleitung CF.INI hat einen TPE-Außenmantel und ermöglicht extrem kleine Biegeradien. Auch bei vielen Millionen Zyklen ist die Funktion durch igus® berechenbar und garantiert. Mithilfe unseres Lebensdauerrechners für Leitungen können Sie die Lebensdauer Ihrer Wunschleitung vorab berechnen.
Die CF.INI hat Ihr Interesse geweckt? Finden Sie hier die für Sie richtige Sensor-/Aktorleitung. Gerne lassen wir Ihnen auf Wunsch eine Leitung zur Bemusterung zukommen.