Meilenstein Interface-/Verbindungstechnik

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Meilenstein Interface-/Verbindungstechnik Mit Inspiration und Innovationen begeistern

Autor / Redakteur: Ulla Reutner / Dr. Jörg Kempf

Seit den 1920ern treibt Phoenix Contact eine Kraft: das Streben nach Verbesserung. Schon in den Gründerjahren zeigte das Unternehmen mit der so genannten RWE-Klemme, dass es bei allen Neuentwicklungen eng mit seinen Kunden zusammenarbeitet. Um Konnektivität geht es heute wie damals: angefangen vom Feld über die Rangierung bis zur Anbindung an die Prozessleitebene. Und immer wieder bilden Phoenix Contact-Produkte die Speerspitze zu neuen technologischen Trends.

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Feld-Verteilerkasten: Modulare Feldbuskomponenten unterstützen Profibus-PA-Anwendungen skalierbar und daher immer bedarfsgerecht. Gerätekoppler sorgen für Segmentschutz.
Feld-Verteilerkasten: Modulare Feldbuskomponenten unterstützen Profibus-PA-Anwendungen skalierbar und daher immer bedarfsgerecht. Gerätekoppler sorgen für Segmentschutz.
(Bild: Phoenix Contact)

Den wohl größten Bruch seiner Unternehmensgeschichte erlebt Phoenix Contact in jungen Jahren. Gegründet 1923 von Kaufmann Hugo Knümann in der seinerzeit pulsierenden Ruhrgebiets-Metropole Essen, muss die damalige Phönix Elektrizitätsgesellschaft 1943 umziehen: ins beschauliche Blomberg in Ostwestfalen-Lippe. Von dort aus prägen ihre Mitarbeiter die Entwicklung in der Verbindungstechnik.

Straßenbahn-Fahrleitungsarmaturen waren die Produkte der ersten Stunde. Bereits 1928, noch in Essen, entsteht die Idee von anreihbaren Stromklemmen auf einer Hutschiene. Wie viele künftige Erfindungen von Phoenix Contact sollte sie den Anwendern das Leben leichter machen: Damals war es das Rheinisch-Westfälische Elektrizitätswerk, auf dessen Bedarf die so genannte RWE-Klemme zugeschnitten war.

„Verstehen … tüfteln … einfacher machen“

„Aus Kupfer plus !deen“, so ein früher Unternehmensslogan, entwickeln sich in der Folge zahlreiche auf Kundenwünsche ausgelegte Produkte, ab 1949 unter technischer Leitung des Starkstromingenieurs Josef Eisert. Seine drei Söhne – Klaus, Jörg und Gerd – treten in den 1960er und 1970er Jahren ebenfalls in das Unternehmen ein. Sie bestimmen über eine lange Ära seine Geschicke mit, zusammen mit Ursula Lampmann, die schon 1937 im kaufmännischen Sektor tätig wurde.

Bis ins Jahr 2019 scheint es eines der Erfolgsrezepte Phoenix Contacts zu sein, unternehmerische Verantwortung über Jahrzehnte zu tragen: so wie etwa der heutige CTO Roland Bent, der keine Gelegenheit auslässt, mit den Schlüsselkunden des Unternehmens ins Gespräch zu kommen. „Wir waren und sind stets getrieben vom Streben nach Verbesserung“, sagt er und ergänzt: „Dazu müssen wir verstehen, was unsere Kunden bewegt. Dann gilt es, immer wieder zu tüfteln, um es noch einfacher für den Anwender zu gestalten und ihm etwas an die Hand zu geben, was ihm dabei hilft, produktiver zu werden und seine Aufgaben besser zu lösen.“

Bent gehört dem Unternehmen seit 1984 an, zunächst als Entwicklungsingenieur. Damals war die Prozessindustrie eine von vielen Kundenbranchen, in denen die Reihenklemmen von Phoenix Contact eingesetzt werden konnten. Mit einer (Ex)e-Bergbauklemme beinhaltete zwar das Produktportfolio bereits seit 1956 eine für die Prozesswelt spezifische Komponente. Doch es sollte noch etwas dauern, bis Phoenix Contact sich mit einem erheblichen Teil seiner Ressourcen den Belangen der Chemie- sowie Öl- und Gasindustrie widmete.

Von der Klemme zur Elektronik

Einen großen Meilenstein bildete 1977 der Schritt hin zur Elektronik: mit dem ersten steckbaren Relais. Der Klemmenhersteller war nun kein reiner mehr, denn er hatte ordentlich „getüftelt“. Die Herausforderung: Wie kann ein ausgefallenes Relais möglichst schnell ausgetauscht, etwaige Stillstandzeiten dabei minimiert werden? Die Lösung bestand aus der Kombination einer Reihenklemme mit integrierter Steckzone und einem Relaisstecker. „Termiface“ war geboren, besonders beliebt bei Kraftwerkskunden und Chemiebetrieben. Diese setzen auf die zuverlässigsten Produkte im Markt.

Schon vier Jahre später folgt mit der Moduface-Serie eine schmalere und preisgünstigere Variante für den Maschinenbau. Und so geht es weiter in rascher Folge: Die Relaismodule werden stetig schmaler. 1996 toppen die Entwickler mit der PLC-Relay-Serie alles bisher Dagewesene in diesem Sektor und setzen einen neuen Marktstandard. Sie führen mit dieser Serie die erste steckbare Relaisklemme mit nur 6 mm Baubreite ein und ergänzen später die bereits bei den Reihenklemmen etablierte Push-in-Anschlusstechnik, die das werkzeuglose Anschließen von Leitern ermöglicht. Ein Detail, das auch einen „Push“ fürs Wachstum brachte, erinnert sich Bent und meint: „40 Prozent weniger Einsteckkraft und trotzdem die volle Haltekraft – das war ein weiterer bedeutender Anwendervorteil.“. Letztes technologisches Highlight in diesem Bereich sind die 2015 entstandenen Sicherheitsschaltgeräte mit eigen­entwickelten zwangsgeführten Relais, wie vieles einzigartig auf einer Baubreite von 6 mm.

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Die empfindliche Geräte- und Anlagenelektronik der Phoenix Contact-Kunden verdient einen zuverlässigen Überspannungsschutz. So der Gedanke, der zur Entwicklung einer umfangreichen Produktreihe ab 1983 führte. Zu dieser Zeit entstand die Produktfamilie „Trabtech“ (Transienten- Absorptions-Technologie). Für die Absicherung der Elektronik gegenüber Überspannungen werden leistungsfähige Ableiter verwendet. „Richtige“ Blitzstromableiter werden 1985 eingeführt, Funkenstrecken verschiedener Ausführung, darunter die weltweit erste getriggerte Funkenstrecke, ab 1994. In diesem Jahr entsteht auch Plugtrab UFBK, der erste Überspannungsschutz für EEx ib-Stromkreise, also eigensichere MSR-Signale. 2000 folgt eine neue Produktfamilie für EEx ia-Stromkreise.

Immer weiter zu miniaturisieren und so Platz in Schaltschränken und -räumen zu schaffen, ist ein wesentlicher Antrieb für die Entwicklung. Im Schaltschrank zählt jeder Millimeter an Bauraum. So hat aktueller MSR-Überspannungsschutz von Phoenix Contact nur noch eine Baubreite von 3,5 mm und ist damit einzigartig im Markt. Mindestens genauso wichtig sind neue Funktionen, wie von jeher ausgerichtet am Markt, etwa im sich selbst überwachenden Überspannungsschutz für MSR-Signale, der präventive Wartung erlaubt.

Neben Relais- und Überspannungsschutz erfolgte Anfang der 1980er Jahre der breite Einstieg in die Industrieelektronik. Umfangreiche Produktprogramme an Trennverstärkern für Kraftwerke, Wasser- und Abwassertechnik sowie Signalwandler für den Maschinenbau entstanden. Die Ausrichtung und der Unternehmens-Claim änderten sich auf „Innovation in Interface“. Heute ist dieses eines der breitesten und technologisch führenden Produktprogramme für die Interface-Technik am Markt. Für alle Anwendungen mit dem richtigen Interface, egal ob steckbar mit stehender Verdrahtung, Diagnose oder NFC (Near Field Communication)-Konfigurationsmöglichkeiten – und auch hier ab einer Baugruppenbreite von nur 6 mm.

Eigensicherheit mit Zusatzfunktionen

Das Angebot eigensicherer Trennverstärker ab 1997 ist als aktiver Eintritt in die Prozessindustrie zu werten. Anfangs bezog Phoenix Contact die nötige Elektronik von einem Partner. 1996 war das Unternehmen mit dem „PI- System“ wohl der Zeit voraus. Das erste modulare, steckbare Interface für die Prozesstechnik hatte keinen Marktdurchbruch. Nach steckbaren Geräten lancierte Phoenix Contact 2000 Motherboard- und DIN-Schienen-Geräte.

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2002 schließlich kamen die ersten Ex i-Eigenentwicklungen auf den Markt; bis 2008 hatten die Phoenix Contact-Entwickler das komplette Produktprogramm dieses Bereichs voll im Griff. Das war das Jahr der MACX-Analog-Trenner, eine der ersten Ex i-Entwicklungen nach IEC 61508 für SIL-Anwendungen.

Die Blomberger sind bei Weitem nicht der einzige Anbieter. Doch die Herangehensweise ist einzigartig. „Wir waren nicht der Erste, der einen Ex i-Trenner mit einer Baubreite von 12,5 mm auf den Markt brachte“, gibt Bent zu, um dann zu betonen: „aber der Erste mit einem kompletten Programm und vielen Detailverbesserungen. Me-too kam für uns nicht in Frage, als wir Ex-Trenner entwickelten.“ Die von Phoenix Contact aufgelegte Generation hatte neue Funktionen und war schmaler als damals marktgängige Produkte.

Redundanz für hohe Anlagenverfügbarkeit

Spätestens seit dem „eigensicheren“ Angebot war Phoenix Contact als Partner der Prozessindustrie gesetzt. Mit der hutschienenbasierten redundanten Stromversorgung bewies es das Anfang 2000 einmal mehr.

Keine völlig neue Erfindung. „Aber das wirklich in einen Systemansatz zu bringen, der auf die Schiene geht und damit praktikabel angewendet werden kann, das können wir uns auf die Fahnen schreiben“, sagt Roland Bent.

Einzigartige Technologien seien in diesem Zusammenhang entstanden: von der SFB-Technik zum Auslösen von Standard-Leitungsschutzautomaten über die ACB-­Technologie (Auto Current Balancing) zur gleichmäßigen Belastung im Redundanzbetrieb bis zur IQ-Technologie, dem intelligenten Erkennen und Laden unterschiedlicher Speichermedien einer USV. Stromversorgung, USV und Speichermedien sind seitdem als ein modularer Baukasten für vielseitige Anwendungen verfügbar.

Den auf Zuverlässigkeit pochenden Betreibern der Chemie- und Petrochemieanlagen kam der Ansatz sehr entgegen. Redundanz zur Verhinderung von Anlagenstillständen wurde und wird hier großgeschrieben. Nicht zuletzt getrieben durch Anforderungen der Kunden sei es Phoenix Contact gelungen, derartige Techniken in einen höheren Nutzungsgrad zu überführen, meint der technische Geschäftsführer. Das bedeutet unter anderem Redundanzüberwachung, eindeutige Meldungen sowie lange Lebensdauer der Lasten, Netzteile und Wandler. Für jeden Anwendungsfall gibt es die passende Lösung, sei es über Netzteil-Redundanz oder eine vollständig redundante Hilfsspannungsversorgung, wenn gewünscht auch in einem sehr kompakten Schaltschrank.

Drahtlos ins neue Jahrtausend

Anfang der 2000er Jahre kamen zudem Funksysteme auf den Markt, mit denen Phoenix Contact in der Prozessindustrie zunächst wohl keine offenen Türen einrannte. Trusted Wireless 1.0, eine von einem kanadischen Partner entwickelte Technologie, war 2002 das erste drahtlose System für die sichere Übertragung von Prozesssignalen über große Distanzen im Kilometerbereich. Die proprietäre Technik wurde 2012 von Trusted Wireless 2.0 abgelöst. Die Trusted Wireless-Technologie eignet sich in erster Linie zum Aufbau großer Netzwerke über weite Entfernungen bei mittleren Datenraten. Ergänzt wird sie durch Produkte nach dem besonders energiesparenden, zuverlässigen WirelessHART-Protokoll der Prozesstechnik zur drahtlosen Sensor-Kommunikation, bei Phoenix Contact seit 2010 verfügbar.

Viele weitere robuste, industrietaugliche Mobilfunkprodukte von Phoenix Contact decken andere Anforderungen ab: etwa WLAN für eine Kommunikationsinfrastruktur mit hohen Datenraten. Das erste GSM-Modem von Phoenix Contact nutzte das 2G-Netz; 3G- und 4G-Produkte folgten. Aktuell bedient Phoenix Contact mit seinem Produktportfolio alles vom einfachen SMS-Meldesystem bis zu Highspeed-Anwendungen rund um den Globus. Als Mitglied der Initiative 5G-ACIA des ZVEI arbeitet das Unternehmen daran, dass neue Applikationen mit 5G-Kommunikation umgesetzt werden können. So sollen sich tausende von Sensoren vernetzen lassen. Selbst zeitkritische Applikationen mit geringer Latenzzeit wird man künftig realisieren können.

„Unsere Akquisitionsstrategie ist nicht direkt wachstumsorientiert. Es geht uns darum, technologische Ergänzungen zu schaffen.“ Roland Bent, CTO, Phoenix Contact
„Unsere Akquisitionsstrategie ist nicht direkt wachstumsorientiert. Es geht uns darum, technologische Ergänzungen zu schaffen.“ Roland Bent, CTO, Phoenix Contact
(Bild: Phoenix Contact)

Die Entwicklung von Interbus Ende der 1980er Jahre markierte bereits den Einstieg in die Automatisierungstechnik. Mit dem Feldbus-System konnte Phoenix Contact in der Prozessindustrie jedoch nicht punkten. Schon bald war klar, dass für die Branche mit Explosionsschutz-Anforderungen im Feld in Zone 0 nur Profibus PA und Foundation Fieldbus eine Rolle spielten. Jahrzehnte lang lieferten die Blomberger den Anschluss für PA-Geräte. Im Markt der Infrastruktur-Produkte begann schließlich ein Entwicklungsteam in Harrisburg/USA in enger Zusammenarbeit mit Endkunden, modulare Feldgerätekoppler für Foundation Fieldbus und Profibus PA zu entwickeln. Mitte 2007 waren innovative vierkanalige modulare Feldbuskoppler erhältlich.

Dem modularen Prinzip blieb man treu: Zur Hannover Messe 2010 folgte eine modulare Auswahl der Geräteanschlüsse, die im Verteiler- oder Feldkasten benötigt wurden. Sie ermöglichen die Mischung eigensicherer PA-Feldgeräte mit nicht-eigensicheren, separiert durch eine Trennplatte. Eine Besonderheit ist der skalierbare Ansatz, der eine bedarfsgerechte Installation erlaubt. Eine große Akzeptanz – und das weltweit – erfahren auch die Block-Gerätekoppler für Zone 2, die 2013 eingeführt wurden, sowie die Zone 1-ISO-Variante und die DP/PA-Koppler im Jahr 2015.

Um jetzt Ethernet im Feld auch industrietauglich zu machen, treibt Phoenix Contact die Single Pair Ethernet (SPE)-Standardisierung voran. Für die Prozessindustrie, speziell für den explosionsgeschützten Bereich, präsentierte das Unternehmen bereits einen ersten prototypischen Fieldswitch für Advanced Physical Layer (APL) auf der Achema 2018.

Die Achema 2018 stellte für Phoenix Contact einen weiteren Meilenstein dar. Der begann im Unternehmen mit Sicherheit bereits viel früher. Auf der Messe selbst stand dann aber im Mittelpunkt, worüber sich die Branchenspezialisten für Chemie und Petrochemie offensichtlich schon lange gründlich Gedanken gemacht haben müssen: ein Modell einer großen Chemieanlage mit allen Peripherieanlagen – und dazu diverse Ansätze und Möglichkeiten zur Modernisierung, nicht zuletzt auch mithilfe von Digitalisierung.

Brownfield-Anlagen auf dem Weg zur Industrie 4.0

Zahlreiche Besucher registrierten: Aus dem Komponentenanbieter war ein Lösungsspezialist geworden – ein Spezialist für die Prozessautomatisierung. Sich in den Kunden und seine Bedürfnisse hineinzudenken, um das richtige Produkt für ihn zu entwickeln, ist das eine. Phoenix Contact hatte noch tiefer angesetzt – und avanciert zum Vordenker von Lösungen, mit denen Betreiber von Brownfield-Anlagen den Wandel ihrer Anlagen im Zeitalter der Digitalisierung angehen können: Schritt für Schritt, zielgerichtet und mit Augenmaß.

Die Produkte, die Phoenix Contact dazu beizusteuern hat, bildeten nicht den Fokus. Im Mittelpunkt standen die konkreten Lösungsbeispiele und Services für den Betreiber, um die Anlagen fit für die digitale Zukunft zu machen. Gleich ob die nötigen Engineering-Leistungen für ein Retrofit oder Fehler minimierende Adaptionslösungen für die Leitsystem-Migration, ob Kennzeichnungssysteme, die eine digital unterstützte Wartung ermöglichen, oder die dazu nötigen Funknetzwerke – Phoenix Contact-Produkte steigern auf vielfältige Weise die Sicherheit und Anlagenverfügbarkeit.

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Smartes Monitoring auf einer offenen Plattform

Als vorerst letzte Highlights in der Reihe der Phoenix Contact-Innovationen in der Technologieent­wicklung dürfen die Automatisierungsplattform PLCnext Technology und die darin integrierte Cloud-Computing-Lösung Proficloud zählen. Das Ecosystem erlaubt es dem Betreiber, den Datenschatz auch von existierenden Prozessanlagen zu heben und Mehrwerte zu schaffen. Somit kann eine nachhaltige Prozessoptimierung oder Predictive Maintenance ermöglicht werden. Lange war dies das Aufgabenfeld von Leit- und Maintenance-Systemen. Angesichts von Big Data geraten diese an ihre Grenzen. Webservices und künstliche Intelligenz dagegen können das Potenzial ausschöpfen.

Soweit auch die Namur. Als Interessenvertretung der Prozessautomatisierer möchte sie sicherstellen, dass die Nutzung existierender und zusätzlicher Felddaten rückwirkungsfrei und sicher ist, ohne den Kernprozess zu stören. Das Namur-Konzept dazu: Namur Open Architecture, kurz NOA. Die offene und sichere Plattform PLCnext Technology bietet hierfür gute Lösungen. Sensordaten werden beispielsweise parallel zur Prozesssteuerung via OPC UA an die Proficloud gesendet und dort weiterverarbeitet. Dabei können ebenfalls Apps von Drittanbietern – etwa Angebote der Sensor-, Aktor- oder Skid-Hersteller – genutzt werden. Künftig sollen sich Anwender im PLCnext-Store bedienen oder sich bei Bedarf an weitere Cloud-Plattformen anbinden können. Die Welt der Industrie 4.0 eröffnet sich so dem Anwender – einfach per Mausklick.

Namur-Hauptsitzung 2019 – Sponsorschaft als Signal

Mit der offenen Architektur der PLCnext Technology könnte Phoenix Contact die Welt der Steuerungstechnik komplett verändern. Auch wenn die klassische Anschlusstechnik weiterhin zum Portfolio gehören wird und laut Bent immer noch Verbesserungspotenzial beinhaltet: Das Blomberger Unternehmen sieht sich im Zeitalter der Digitalisierung auch als Entwickler disruptiver Technologie.

Die Übernahme der Sponsorschaft für die Namur-Hauptsitzung im Herbst 2019 setzt dabei einen klaren Akzent. „Wir wollen zeigen, dass der Markt der Prozessautomation für uns eine noch größere Bedeutung bekommt“, betont CTO Roland Bent. Als eines der wenigen Unternehmen, die die Kombinatorik aus Verbindungstechnik, Elektronik und automatisierungstechnischem Know-how bieten, will Phoenix Contact künftig völlig neue Lösungen der Datenkonnektivität aufzeigen.

Dabei ist partnerschaftliches Miteinander, mit Kunden ebenso wie mit Start-ups und sogar Wettbewerbern, weiterhin ein bedeutender Teil der Erfolgsformel für Phoenix Contact. Es gelte, neuen Themen den nötigen Raum zu geben, meint Bent: etwa in den „New Business Fields“, die Geschäftsfelder wie E-Mobility oder Additive Manufacturing erschließen. Die so entstandene Breite macht zukunftssicher. Denn sie legt die Grundlagen für immer neue Wege, die Phoenix Contact zusammen mit seinen Kunden beschreiten will.

Neben Ideen und technologischen Trends ist es derzeit wichtiger denn je, das rasante Wachstum zu managen. Mit weltweit 17.400 Mitarbeitern und Fertigungsstandorten in elf Ländern erwirtschaftet die Phoenix Contact-Gruppe heute deutlich über zwei Milliarden Euro jährlich. Und sie will weiter wachsen, in erster Linie organisch. Aber auch Akquisitionen werden dazu beitragen. Bent erläutert: „Es geht uns darum, technologische Ergänzungen zu schaffen. Insofern ist unsere Akquisitionsstrategie nicht direkt wachstumsorientiert.“

Wegbegleiter in die digitale Zukunft

Im Bemühen, technologisch weiterhin an der Spitze zu stehen und jeweils die besten und vor allem den Wünschen der Anwender entsprechende Produkte zu entwickeln, engagiert sich Phoenix Contact in diversen Gremien. Zukunftweisend sind dabei unter anderem die Aktivitäten in der 5G Alliance for Connected Industries and Automation (5G-ACIA) sowie bei der Definition des Single Pair Ethernet und des Advanced Physical Layer zur Verwendung im Ex-Bereich.

Die Unterstützung der OPC Foundation bei der Standardisierung von OPC UA bis in die Feld­ebene weist in dieselbe Richtung: Phoenix Contact treibt weiter die Vernetzung von Maschinen und Anlagen vom Sensor bis in die Cloud voran. Für seine zahlreichen Abnehmerbranchen wird das Unternehmen so zum Wegbegleiter in die digitale Zukunft.

Ergänzendes zum Thema
Begründung der Redaktion: Darum hat Phoenix Contact den Meilenstein verdient

Dr. Jörg Kempf, Chefredakteur PROCESS
Dr. Jörg Kempf, Chefredakteur PROCESS
( Bild: PROCESS )

Vom Anbieter von Fahrdrahtklemmen für Straßenbahnen in den frühen 1920er Jahren zum Technologieführer im Bereich der industriellen Kommunikationstechnik. „Connectivity ist unsere DNA“ – dieses Selbstverständnis von Phoenix Contact bringt es treffend auf den Punkt. Auf dem Weg in die digitale Prozesswelt des 21. Jahrhunderts, in der Konnektivität zum entscheidenen Erfolgsfaktor wird, haben die Blomberger immer wieder wegweisende Lösungen präsentiert. Besucher der Achema 2018 konnten und Teilnehmer der Namur-Hauptsitzung 2019 können sich davon überzeugen. PROCESS ist der Meinung: Das verdient den Meilenstein Interface-/Verbindungstechnik.

* Die Autorin ist freie Mitarbeiterin bei PROCESS.

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