ProFIBUS PA SPLITCONNECT TAP 6GK1905-0AA00 6GK1 905-0AA00 6GK19O5-OAAOO

Siemens 6GK1905-0AA00 | PROFIBUS PA SpliTConnect TAP — Isolationsverbindung, IP67, 31,25 kbit/s, −40 bis +85°C, 54×84×49mm, Silikonfrei, 10 Stück pro Packung

Übersicht

Das Siemens 6GK1905-0AA00 ist der PROFIBUS PA SpliTConnect TAP — der Feldanschlussknoten, der einzelne Prozessinstrumente vom Haupt-PROFIBUS PA-Stammkabel abzweigt, ohne das Stammkabel zu durchtrennen, zu spleißen oder zu unterbrechen.

Jeder TAP wird an der Stelle entlang des Stammkabels montiert, an der ein Feldgeräteanschluss benötigt wird. Er verwendet die Isolationsverbindungstechnologie, um die Kabelisolierung zu durchdringen und Kontakt mit den Leitern herzustellen, und bietet einen standardisierten Stichleitungsanschluss für das Feldgerät.

Das Ergebnis ist eine strukturierte, konsistente und mechanisch robuste PROFIBUS PA-Segmentmontage, die Durchflussmesser, Drucktransmitter, Füllstandsanzeiger, Temperatursensoren und Analyseinstrumente mit einem Bruchteil der Zeit und des Risikos an den digitalen Feldbus anschließt, das herkömmliche T-Box- oder Anschlusskastenverdrahtungen erfordern.

PROFIBUS PA ist die Prozessinstrumentierungsvariante der PROFIBUS-Feldbusfamilie, die auf der physikalischen Schicht nach IEC 61158-2 standardisiert ist und seit Mitte der 1990er Jahre in der Öl- und Gasindustrie, der chemischen Industrie, der Pharmaindustrie, der Wasseraufbereitung sowie der Lebensmittel- und Getränkeindustrie weit verbreitet ist.

Er überträgt digitale Kommunikation mit 31,25 kbit/s über ein Zwei-Draht-Kabel, das gleichzeitig die Feldinstrumente mit Strom versorgt — und ersetzt die herkömmliche 4-20-mA-Analogverdrahtung eins zu eins auf denselben Zwei-Draht-Leitungen, während er bidirektionale digitale Kommunikation, Geräte-Diagnose, Parametrierungszugriff und die Möglichkeit hinzufügt, mehrere Instrumente an ein einziges Kabelpaar anzuschließen, anstatt einzelne Kabel zu jedem Instrument zu verlegen.

Der Isolationsverbindungsmechanismus des TAP ist der Schlüssel zu seiner Installationseffizienz.

Das PROFIBUS PA-Stammkabel — ein geschirmtes Zwei-Draht-Twisted-Pair — durchläuft den TAP-Körper, ohne durchtrennt zu werden. Wenn der TAP geschlossen wird, durchdringen seine IDC-Kontakte die Außenisolierung und den Mantel des Kabels, um Kontakt mit den Signaladern herzustellen und gleichzeitig die elektrische Verbindung und die mechanische Halterung herzustellen.

Kein Abisolieren, kein Verzinnen, kein Crimpen, kein Schraubendreher — die Verbindung wird ausschließlich durch die mechanische Aktion des Schließens des TAP-Gehäuses hergestellt.

Diese Konsistenz ist wichtig: IDC-Verbindungen, die korrekt nach Spezifikation ausgeführt werden, ergeben jedes Mal den gleichen zuverlässigen Kontaktwiderstand, während handabisolierte und schraubverbundene Anschlüsse stark von der Technik des Installateurs abhängen.

Schlüsselspezifikationen

IP67-Schutz — Bedingungen für den Feldeinsatz

Die IP67-Zertifizierung des SpliTConnect TAP bestätigt, dass das montierte Gerät vollständig gegen Staub geschützt ist (IP6X — staubdicht) und zeitweiliges Eintauchen in Wasser bis zu einer Tiefe von 1 Meter für 30 Minuten übersteht (IPX7).

Diese Schutzart macht den TAP für die direkte Montage im Feld an den Anschlussstellen von Instrumenten in Prozessanlagen geeignet, ohne dass ein zusätzliches Schutzgehäuse über dem Anschlussknoten selbst erforderlich ist.

Prozessanlagen stellen eine breite Palette von Umweltbelastungen für feldmontierte Komponenten dar. Außeninstallationen sind Regen, Feuchtigkeitszyklen, extremen Temperaturen und gelegentlichen Überschwemmungen von Ausrüstungsschächten ausgesetzt.

Innenbereiche von Chemieanlagen können regelmäßige Spülungen mit unter Druck stehendem Wasser zur Hygiene oder zur Sicherheitsreinigung erfordern, wobei der damit verbundene Wassersprühnebel alle exponierten Oberflächen erreicht.

Die IP67-Schutzart deckt beide Szenarien ab — das abgedichtete Gehäuse des TAP verhindert, dass Wasser und Verunreinigungen die internen Anschlusspunkte während der normalen Reinigung und bei widrigen Wetterbedingungen erreichen.

Der Betriebstemperaturbereich von −40 bis +85°C erweitert die nutzbare Umgebung des TAP weit über typische industrielle Bereiche hinaus.

Bei −40°C bleibt der TAP in arktischen Außeninstallationen ohne beheizte Gehäuse betriebsbereit. Bei +85°C toleriert er erhöhte Umgebungstemperaturen in Prozessbereichen in der Nähe von Reaktoren, Wärmetauschern und ähnlichen Hochtemperaturgeräten, ohne dass eine Beschattung oder thermische Isolierung erforderlich ist.

Der weite Bereich spiegelt den Fokus von Siemens auf Prozessanlagen für das SpliTConnect-System wider — Prozessinstrumente müssen über saisonale und prozessbedingte Temperaturextreme hinweg kommunikationsfähig bleiben, und die Anschlussinfrastruktur muss die Umgebungsbewertung des Instruments erfüllen.

Silikonfreies Design — Anforderungen der Pharma- und Lebensmittelindustrie

Der 6GK1905-0AA00 ist als silikonfrei spezifiziert — das bedeutet, dass die in Gehäuse, Dichtungen und Komponenten verwendeten Materialien keine Silikonverbindungen enthalten.

Dies ist eine spezifische Anforderung für Installationen in der pharmazeutischen Herstellung und in der Lebensmittel- und Getränkeverarbeitung, wo eine Silikonkontamination des Produktstroms ein Problem für die Produktqualität und die Einhaltung von Vorschriften darstellt.

Silikonverbindungen können von Dichtungsmaterialien und Dichtungen auf Oberflächen migrieren, die mit Prozessflüssigkeiten, Zutaten oder Produktverpackungen in Kontakt kommen, und die daraus resultierende Kontamination kann schwer zu erkennen sein und die Produktqualitätsprüfung oder die Einhaltung von Vorschriften beeinträchtigen.

Durch die Spezifikation einer durchgängig silikonfreien Konstruktion kann der SpliTConnect TAP in sensiblen Bereichen installiert werden, ohne dass zusätzliche Bewertungen oder Schutzmaßnahmen gegen Silikonmigration erforderlich sind.

Für pharmazeutische Anwendungen, bei denen die Anlage unter FDA-, EU-GMP- oder gleichwertigen regulatorischen Rahmenbedingungen betrieben wird, ist die silikonfreie Spezifikation oft eine Kaufanforderung, die anhand von Lieferantendokumenten verifiziert wird.

Die Produktspezifikation des 6GK1905-0AA00 identifiziert diese Eigenschaft ausdrücklich und vereinfacht die Qualifizierung der Komponente für regulierte Umgebungen.

SpliTConnect System — Segmentmontage-Architektur

Der 6GK1905-0AA00 TAP passt in ein vollständiges, strukturiertes Feldbus-Montage-Ökosystem:

Das Segment-Stammkabel (PROFIBUS PA FC-Kabel, Siemens-Typ oder gleichwertig) verläuft vom DP/PA-Koppler am Segmentkopf bis zum Endabschluss, wobei einzelne TAPs an jeder Feldgeräteposition entlang seiner Länge angebracht sind.

SpliTConnect TAPs (diese Einheit) werden an jedem Abzweigpunkt des Instruments entlang des Stamms angeschlossen. Jeder TAP nimmt die Durchleitung des Stammkabels und die Abzweigung zum einzelnen Instrument auf.

Stichleitungsanschlüsse können die Standard-M12-Rundsteckverbinder-Schnittstelle (mit SpliTConnect M12-Ausgangseinsätzen) oder den direkten Anschluss an Klemmen verwenden.

SpliTConnect Koppler (6GK1905-0AB00) ermöglichen Abzweigpunkt- oder Mittelpunkt-Topologien, indem sie zwei oder mehr TAP-Baugruppen an einem zentralen Knoten verbinden und so die Stern- oder Hybrid-Segmentstrukturen erzeugen, die verwendet werden, wenn Instrumente geografisch gruppiert sind.

SpliTConnect Abschlüsse (6GK1905-0AE00 für Ex-geschützte Bereiche, 6GK1905-0AD00 für Ex-Bereiche) schließen beide physischen Enden des montierten Segmentkabels mit dem erforderlichen 100Ω/1µF-Abschlussnetzwerk ab.

Zusammen bilden diese Komponenten ein PROFIBUS PA-Segment, das vormontiert, in der Werkstatt getestet und im Feld installiert werden kann — wodurch Feldanschlussfehler reduziert und eine einfachere Segmentrekonfiguration ermöglicht wird, wenn sich das Anlagenlayout während des Betriebs oder der Erweiterung ändert.

FAQ

F1: Der TAP verwendet die Isolationsverbindungstechnologie. Beschädigt dies das Stammkabel dauerhaft, oder kann das Stammkabel wiederverwendet werden, wenn ein TAP entfernt wird?

IDC-Verbindungen dringen in die Kabelisolierung ein und stellen Kontakt mit dem Leiter her.

Obwohl die Verbindung physisch entfernt werden kann, stellt die durchdrungene Isolierung an der ehemaligen Verbindungsstelle eine potenzielle Schwachstelle für das Eindringen von Feuchtigkeit dar und sollte abgedichtet werden, oder der Kabelabschnitt sollte ersetzt werden, wenn der TAP dauerhaft entfernt wird.

In der Praxis werden SpliTConnect TAPs nach der Installation selten aus einem Segment entfernt — wenn sich der Standort eines Instruments ändert, wird an der neuen Stelle eine neue TAP-Verbindung hergestellt und der alte TAP wird abgedeckt.

Das IDC-Konzept ist für die feldpermanente Installation und nicht für häufiges Wiederanschließen an derselben Kabelstelle ausgelegt.

F2: Der TAP ist für +85°C ausgelegt. Gilt dies sowohl für die Umgebungstemperatur als auch für die Kabeloberflächentemperatur?

Die +85°C-Bewertung bezieht sich auf die Umgebungslufttemperatur am Installationsort des TAP.

Das Stammkabel selbst überträgt das 31,25-kbit/s-Signal und versorgt Feldinstrumente mit Strom — der Dauerstrom im Kabel ist gering und die Wärmeentwicklung im Kabel ist minimal. 

Die Kabeltemperatur im Normalbetrieb wird hauptsächlich durch die Umgebungstemperatur bestimmt und nicht durch Selbsterwärmung.

Wenn der TAP jedoch an einer beheizten Oberfläche (ein Rohr, eine Behälterwand oder eine Geräteoberfläche) montiert ist, die Wärme auf den TAP über die Umgebungslufttemperatur hinaus leitet, wäre die effektive Betriebstemperatur des TAP höher als die Umgebungstemperatur und sollte gegen die +85°C-Grenze bewertet werden.

F3: Kann der SpliTConnect TAP in PROFIBUS DP-Installationen verwendet werden, oder nur in PROFIBUS PA?

Der SpliTConnect TAP ist speziell für PROFIBUS PA konzipiert, der mit 31,25 kbit/s über die Strommodulations-Physikschicht nach IEC 61158-2 über ein Zwei-Draht-Kabel arbeitet. PROFIBUS DP arbeitet mit völlig anderen Datenraten (bis zu 12 Mbit/s) über eine Spannungsmodus-RS-485-Physikschicht über einen anderen Kabeltyp mit anderer charakteristischer Impedanz (150Ω für PROFIBUS DP vs. 100Ω für PROFIBUS PA).

Die IDC-Kontaktgeometrie, die Impedanzeigenschaften und die Signalverarbeitung des SpliTConnect TAP sind nur für PROFIBUS PA-Kabel optimiert und dürfen nicht mit PROFIBUS DP-Kabel verwendet werden.

F4: Die Abmessungen des TAP betragen 54×84×49mm. Wie wird er physisch am PROFIBUS PA-Kabel montiert?

Das Stammkabel wird durch eine Kabeldurchführung im TAP-Gehäuse geführt. Wenn das Gehäuse um das Kabel montiert wird, greifen die IDC-Kontakte die Kabeladern, indem sie die Isolierung durchdringen, wenn das Gehäuse geschlossen und gesichert wird.

Der montierte TAP kann dann an der Wand (mit Befestigungslaschen am Gehäuse) oder mit dem entsprechenden Hutschienenadapter an einer Hutschiene montiert werden.

Die Montage ist unabhängig von der Kabelverbindung — das Kabel selbst ist bei der Montage nicht tragend, und der TAP sollte zusätzlich an der Montagefläche gesichert werden, um mechanische Belastungen am Kabel an der IDC-Verbindungsstelle zu vermeiden.

F5: Wie viele Feldgeräte können über einen einzigen SpliTConnect TAP angeschlossen werden, und was ist die maximale Stichleitungslänge vom TAP zum Instrument?

Jeder SpliTConnect TAP bietet einen Stichleitungsanschluss für ein Feldgerät (oder für einen SpliTConnect-Koppler-Knoten, der an ein verzweigtes Untersegment angeschlossen wird).

Für mehrere Instrumente am selben physischen Standort können mehrere TAPs kaskadiert oder über einen Koppler verbunden werden. 

Die maximale Stichleitungslänge vom Stamm (TAP) zu einem einzelnen Instrument hängt von der Segmentkonfiguration und der Anzahl der Instrumente ab — die PROFIBUS PA-Spezifikation definiert ein Gesamtstrombudget und ein Kabellängenbudget für das Segment, das eingehalten werden muss.

Als praktische Richtlinie sollten Stichleitungen zu Instrumenten in Standardsegmentkonfigurationen in der Regel nicht länger als 30 Meter sein, und die Gesamtlänge des Stammkabels (bis zu 1.900 Meter für ein Standard-PA-Segment mit 32 Instrumenten) muss für die gesamte Segmentmontage eingehalten werden.