SmEC – Der Smart Electrical Connector von HARTING

Digital Twin im Lifecycle

Mit dem Smart Electrical Connector (SmEC) liefert HARTING ein innovatives Steckverbinderkonzept mit einer aktiven Verwaltungsschale. Das macht den Steckverbinder direkt ansprechbar. Der SmEC ist als „Instanz“ in der Verwaltungsschale abgebildet – mit einem grundlegend erweiterten Funktions- und Kommunikationsspektrum.

Steckverbinder für modulare Produktionsanlagen entwickeln sich von klassischen passiven Installationskomponenten hin zu integriert ansprechbaren Einheit mit einer aktiven Verwaltungsschale. Diese stellen weiterhin Installationskomponente dar, generieren aber im Lebenszyklus zusätzlichen auf den Use-Case abgestimmten Nutzen.

So werden in modularen Produktionsanlagen wie beispielsweise im Production Level 4 die Steckverbinder durch den Anlagenbetreiber bei jeder Änderung der Maschinenkonfiguration gesteckt – hier überzeugt der SmEC durch seine Bedienerfreundlichkeit und bietet für den Betreiber und die Anlage durch eine elektrische Verriegelung und eine visuelle Zustandsanzeige Sicherheit. Zusätzlich bringt die Verwaltungsschale des Steckverbinders Zeitersparnis für die Entwicklung von Maschinen und Anlagen.

Konstruktionsdaten schnell und korrekt verfügbar: 

Bei der Bedienung von Anlagen und Maschinen kommt der digitale Zwilling auf der Ebene der „Instanz“ zum Tragen. Der tatsächlich individuell eingesetzt Steckverbinder wird als „Instanz“ digital abgebildet (Digital Twin) und kommuniziert seinen aktuellen Zustand, zum Beispiel den Verriegelungszustand.

Gemeinsam mit den über OPC-UA veröffentlichten Verbindungsdaten (z.B. Strom und Spannung) wird weitergehend der Zustand der verbundenen Maschine transparent. Der Steckverbinderzustand wird
dabei mit drei Zuständen abgebildet:

• ungesteckter Steckverbinder: in diesem Zustand kann ein Gegensteckverbinder aufgesteckt werden. Der SmEC überwacht, ob der richtige Steckverbinder aufgesteckt ist.
• gesteckter Stecker ohne Last: Bei der Änderung der Maschinenkonfiguration einer Anlage wird der Steckverbinder lastfrei geschaltet, so dass der Gegenstecker abgezogen werden kann.
• gesteckter Steckverbinder unter Last: Dieser Zustand entspricht dem Betriebszustand eines Produktionsmodules.

Die Zustände werden durch definierte Zustandsübergänge administriert. Wird beispielsweise ein Modul der Anlage gewechselt, so wird der Steckverbinder in Infrastruktur und Modul spannungsfrei geschaltet. In diesem Zustand, der visualisiert wird, kann der Steckverbinder gezogen werden. Im ungesteckten Zustand wartet der Steckverbinder darauf, dass der richtige Gegenstecker gesteckt wird. Sobald dieser gesteckt ist, verriegelt der Steckverbinder und das Modul kann in Betrieb genommen werden.

Eine transparente und kontrollierte Maschinenkonfiguration erfolgt durch die Information der gesteckten Verbindungen. Hier kommt die aktive Verwaltungsschale zum Tragen, die den Zustand des SmEC im Lebenszyklus synchron hält. Neben dem Verriegelungszustand können über die Verwaltungsschale auch weitere Zustände transparent abgebildet werden, wie z. B. die Anzahl der Steckzyklen. Die Informationen über die Zustände des Steckverbinders können genutzt werden, um eine vorausschauende Wartung durchzuführen. Dadurch werden Stillstände vermieden und die Verfügbarkeit von Produktionsanlagen gesteigert.

Das SmEC Konzept zeigt, wie Installationskomponenten als ansprechbare Einheit mit ihrem Digitalen Zwilling Mehrwerte in der Entwicklung, dem Betrieb und der Wartung von Maschinen und Anlagen bringen.