ABB TU813 3BSE036714R1 Modulabschlusseinheit

Die TU813 ist eine kompakte Modulabschlusseinheit (MTU), die für die Hardwareplattform ABB Ability™ System 800xA®, speziell für das S800-I/O-System, entwickelt wurde. Als entscheidende Schnittstelle zwischen Feldsignalen und E/A-Modulen spielt der TU813 eine entscheidende Rolle bei der Signalverbindung, -verteilung und der elektrischen Isolierung innerhalb industrieller Automatisierungssteuerungssysteme. Es unterstützt Anwendungen bis zu 250 V, bietet bis zu 8 einzeln isolierte Kanäle und eignet sich für den Anschluss verschiedener Signaltypen wie Digital Input/Output (DI/DO) und Analog Input (AI). Es ist eine Kernkomponente für den Aufbau hochzuverlässiger E/A-Stationen mit hoher Dichte.

Der TU813 ist passiv aufgebaut, das heißt, er verarbeitet selbst keine Signale. Seine Hauptfunktion besteht darin, zuverlässige, praktische und sichere Verbindungspunkte für die Feldverkabelung bereitzustellen und den ModuleBus auf die entsprechenden I/O-Module und nachgeschalteten MTUs zu erweitern. Seine kompakte mechanische Struktur, die flexible mechanische Kodierungskonfiguration und die zuverlässige Verbindungsmethode machen es zur idealen Wahl für eine effiziente und saubere Verkabelung in platzbeschränkten Industrieumgebungen.

In dieser Produkteinführung werden die Designmerkmale, technischen Spezifikationen, Installationsanwendungen und die Einhaltung verschiedener Standards des TU813 detailliert beschrieben und eine umfassende Referenz für Benutzerauswahl, Installation und Wartung bereitgestellt.

II. Kerndesign und Funktionen

1. Kompakte Struktur und Verbindung mit hoher Dichte

Der TU813 verfügt über ein hochintegriertes, kompaktes Design mit einer Breite von nur 64 mm (einschließlich Anschlüssen), wodurch deutlich Platz in Schaltschränken gespart wird. Trotz seiner geringen Größe verfügt er über bis zu 16 Schraubklemmen (entsprechend 8 Kanälen, 2 Klemmen pro Kanal) und ermöglicht so den Anschluss von Feldsignalen mit hoher Dichte. Dieses Design ermöglicht die Anordnung einer großen Anzahl von E/A-Punkten auf begrenztem Platz auf der DIN-Schiene und optimiert so das Systemlayout.

2. Zuverlässige elektrische Verbindung und Isolierung

• Crimp-Snap-in-Steckverbinder: Der TU813 ist mit drei Reihen von Crimp-Snap-in-Steckverbindern für Feldsignale und Prozessstromanschlüsse ausgestattet. Diese Anschlussart bietet Vorteile wie geringe Übergangswiderstände, gute Vibrationsfestigkeit und einfaches Ein-/Ausstecken. Das Vorcrimpen von Drähten auf einzelne Kontakte für eine schnelle Montage vor Ort verkürzt nicht nur die Zeit für die Verkabelung vor Ort, sondern minimiert auch das Risiko von Fehlern aufgrund von Verdrahtungsfehlern erheblich.

• Elektrische Isolierung von Kanal zu Kanal: Jeder E/A-Kanal ist elektrisch von den anderen isoliert, mit einer maximalen Isolationsspannung von 250 V. Dieses Design verhindert effektiv Signalübersprechen zwischen Kanälen und Fehler, die durch Potenzialunterschiede verursacht werden, und gewährleistet so die Unabhängigkeit und Genauigkeit der Signalerfassung und -ausgabe. Es eignet sich besonders für komplexe elektromagnetische Umgebungen oder Anwendungen, die unabhängige Bezugserden erfordern.

• Hohe Strombelastbarkeit: Jeder Kanal unterstützt einen maximalen Dauerstrom von 3 A und erfüllt damit die Antriebsanforderungen der meisten Sensoren, Aktoren und Zwischenrelais.

3. Intelligente mechanische Codierung zur Verhinderung von Fehleinfügungen

Der TU813 nutzt innovativ zwei mechanische Tasten zur Konfiguration. Jede Taste verfügt über 6 Positionen, sodass insgesamt 36 verschiedene mechanische Kombinationen möglich sind. Durch die Festlegung einer eindeutigen Schlüsselposition für verschiedene Arten von I/O-Modulen (z. B. DI820, DI821, DO820 usw.) wird das physische Einsetzen eines falschen I/O-Moduls in eine nicht passende MTU verhindert. Dies ist eine rein mechanische Konfiguration und hat keinen Einfluss auf die elektrische Funktionalität der MTU oder des Moduls. Es handelt sich um ein einfaches, aber effektives Fehlerschutzdesign, das die Genauigkeit der Systemkonfiguration auf Hardwareebene gewährleistet.

4. ModuleBus-Integration und Adressgenerierung

Die MTU integriert einen Teil der ModuleBus-Schaltung. Es verteilt die ModuleBus-Signale nicht nur an das angeschlossene I/O-Modul, sondern leitet die Signale auch an die nächste MTU weiter und ermöglicht so eine Buskaskadenerweiterung. Darüber hinaus generiert es automatisch die richtige physikalische Adresse für das angeschlossene I/O-Modul, indem es die ausgehenden Positionssignale zur nächsten MTU verschiebt, was die Konfiguration der Systemadressierung vereinfacht.

5. Sicherer Montage- und Verriegelungsmechanismus

• DIN-Schienenmontage und Erdung: Der TU813 ist für die Montage auf Standard-DIN-Schienen konzipiert und verfügt über eine spezielle Verriegelungsvorrichtung. Dieser Riegel befestigt nicht nur die MTU sicher an der Schiene, sondern stellt auch eine zuverlässige elektrische Verbindung zwischen der MTU und der Schiene (die normalerweise geerdet ist) her und erfüllt so die Erdungsschutzanforderungen für Geräte der Klasse I.

• Doppelte Verriegelung für das I/O-Modul: Die MTU ist mit einem mechanischen Verriegelungsmechanismus ausgestattet, der das I/O-Modul sicher an Ort und Stelle verriegelt und so ein Lösen aufgrund von Vibrationen oder versehentlichem Kontakt verhindert. Zusätzlich sendet dieser Verriegelungsmechanismus ein „BLOCK“-Signal an das I/O-Modul. Erst wenn das Modul korrekt verriegelt ist, wird dieses Signal deaktiviert, sodass das Modul seinen Initialisierungszustand verlassen und in den Betriebsmodus wechseln kann. Dies bietet eine Hardware-Verriegelung für einen sicheren Betrieb und einen Hot-Swap-Austausch.

6. Wartungskomfort

Der obere Teil des TU813 kann separat abgenommen werden. Dies ermöglicht den Austausch des Termination Boards auch bei laufendem System, ohne dass eine Stromunterbrechung oder ein Prozessstopp erforderlich ist. Diese Funktion ist entscheidend für die Bewältigung plötzlicher Ausfälle, wie z. B. beschädigter Terminals, wodurch die Wartbarkeit und Verfügbarkeit des Systems erheblich verbessert und gleichzeitig ungeplante Ausfallzeiten reduziert werden.

III. Installations-, Verkabelungs- und Anwendungshandbuch

1. Installationsschritte

1. Schienenmontage: Richten Sie den Schlitz auf der Rückseite des TU813 an einer Standard-DIN-Schiene aus und drücken Sie ihn nach unten, bis der Riegel ein „Klick“-Geräusch von sich gibt, was anzeigt, dass er befestigt und geerdet ist. Zur Demontage kann die Verriegelung mit einem Schraubendreher gelöst werden.

2. Einstellung des mechanischen Schlüssels: Drehen Sie die beiden mechanischen Schlüssel mit einem Schraubendreher in die entsprechenden Konfigurationspositionen, basierend auf dem Typ des zu verwendenden E/A-Moduls (siehe Modulhandbuch).

3. ModuleBus-Anschluss: Verbinden Sie den TU813 über den Frontstecker mit dem ModuleBus-Netzwerk der S800-I/O-Station.

4. Installation des I/O-Moduls: Setzen Sie das entsprechende I/O-Modul (konfiguriert mit Schlüsseln) entlang der Schiene in den TU813 ein. Schieben Sie es vollständig hinein und sichern Sie es dann mit dem Verriegelungshebel des Moduls oder dem dafür vorgesehenen Schloss. Stellen Sie dabei sicher, dass die mechanische Verriegelung einrastet und das BLOCK-Signal deaktiviert ist.

2. Feldverkabelung

• Vorbereitung: Der TU813 enthält KEINE Crimp-Snap-In-Anschlüsse. Crimpkontakte von Phoenix (oder kompatible) (z. B. Teilenummern: 1879531, 3190564, 3190551 für verschiedene Drahtgrößen) und ein spezielles Crimpwerkzeug (z. B. Phoenix CRIMPFOX MT2.5) müssen separat erworben werden.

• Kabelvorbereitung: Isolieren Sie die Feldkabel auf die erforderliche Länge ab. Crimpen Sie die Kontakte mit der Crimpzange fest auf die Leiter.

• Einsetzen: Führen Sie die Drähte mit Crimpkontakten in die entsprechenden Löcher der Snap-in-Anschlüsse am TU813 ein, entsprechend der in Tabelle 4 definierten Pinbelegung: TU813-Prozessanschlussklemmenbelegung (Beispiel). Stellen Sie sicher, dass sie vollständig eingeführt sind. Zum Entfernen drücken Sie die Entriegelungstaste am Stecker.

• Sicherheitswarnung: Um den Schutz vor gefährlicher Spannung zu gewährleisten, müssen alle nicht verwendeten Positionen der Snap-In-Anschlüsse mit den mit der MTU gelieferten Isolierstopfen (normalerweise im Lieferumfang enthalten) gefüllt werden. Der TU813 wird mit 3 Kabelsteckern geliefert (Teilenummer: 1809792 MSTBC 2.5/8/STZF-5.08).

Tabelle 4: Belegung der TU813-Prozessanschlussklemmen (Beispielschema, siehe tatsächliche Klemmenmarkierungen)

3. Typische Anwendungsszenarien

Der TU813 wird häufig in verteilten Steuerungssystemen für die Prozessindustrie (z. B. Petrochemie, Pharmazie, Wasseraufbereitung) und die diskrete Fertigung (z. B. Automobil, Lebensmittel und Getränke) eingesetzt.

• Digitale Signalaggregation: Anschluss zahlreicher Endschalter, Drucktaster, Anzeigeleuchten, Relaisspulen und anderer DI/DO-Geräte.

• Analoge Signalerfassung: Anschluss von Temperaturtransmittern (z. B. RTD, Thermoelement), Drucktransmittern und anderen KI-Geräten.

• Sicherheits- und Redundanzsysteme: Nutzung der Kanalisolationseigenschaften für Regelkreise mit hohen Sicherheits- und Unabhängigkeitsanforderungen.

• Kompakte Schalttafeln/Anschlusskästen: Nutzen Sie den Vorteil der hohen Montagedichte in Schalttafeln oder Feldanschlusskästen mit begrenztem Platzangebot.