Die Busklemme im Bereich der Automatisierungstechnik

Hinter einer Busklemme versteckt sich die Weiterentwicklung der Reihenklemme, wobei unterschiedliche analoge und digitale Signale an den Ausgängen und Eingängen verwertet werden können. Die Busklemme wird einfach verdrahtet sowie kompakt bemessen angebracht und orientiert sich hierbei am Beispiel der konventionellen Reihenklemme, wobei sich hier eine intelligente Elektronik auffinden lässt. Im Folgenden soll nun eine kurze Einführung in die Thematik der Busklemmen erfolgen, wobei der Aufbau und die Möglichkeiten der Anwendung im Vordergrund stehen.

Der Aufbau einer Busklemme

Eine Einheit innerhalb der Busklemme besteht in der Regel aus einem Buskoppler und einer Reihe von elektronischen Reihenklemmen, die in großer Stückzahl vorkommen. Der Buskoppler verfügt hierbei über eine Schnittstelle zu einem Feldbus, sodass durch diese Verbindung die Busklemme in das Steuerungssystem integriert werden kann. Es existieren auch Buskoppler mit eigener Intelligenz, welche dann als Busklemmen-Controller bezeichnet werden. Diese besitzen in geringem Maße bereits eine SPS-Funktionalität, wobei das SPS hier für die Speicherprogrammierbare Steuerung steht. Durch diese Funktionalität lassen sich kleine Aufgaben der Steuerung dezentral und ohne den Eingriff eines Steuerungsrechners bearbeiten.

Die Kommunikation zwischen dem Buskoppler und den angebrachten Busklemmen geschieht üblicherweise über einen intern angebrachten Klemmenbus, wobei die Verbindung ohne Kabel erfolgt, sondern über Kontakte aufgebaut wird. Montiert wird eine Busklemmeneinheit in einem Schaltschrank auf einer DIN-Hutschiene. In modernen Systemen dürfen die Busklemmen verschiedener Signalarten in einer willkürlichen Ordnung aneinandergereiht werden. Selbst der Austausch einzelner Busklemmen und eine nachträgliche Erweiterung der Einheit sind im Rahmen systemphysikalischer Grenzen möglich. Allerdings werden Busklemmen meist dennoch nach ihren Signalarten sortiert zusammengesteckt, da ein Schaltschrank so übersichtlicher wirkt.

Die Einsatzmöglichkeiten von Busklemmen

Busklemmen lassen sich in allen Bereichen einsetzen, bei denen es zu einer Verdrahtung und anschließenden Übertragung der digitalen Eingänge und Ausgänge über einen Feldbus an eine Steuerungseinheit kommen soll. Hauptaufgabe ist es hierbei, die unterschiedlichen Signale in ihrer Vielzahl zu bündeln und mittels eines einheitlichen Bussignals zur Steuerung weiterzuleiten oder Steuerungsbefehle an die Aktoren weiterzugeben. Werden in einem Strang aus Busklemmen sogenannte Masterklemmen angebracht, lassen sich Signale der Unterebenen, die eigentlich mittels eines eigenen Feldbussignals kommunizieren, in den übergeordneten Feldbus übernehmen. Zusätzlich können auch spezielle Klemmen eingesetzt werden, damit Antriebe unmittelbar aus dem Klemmenverbund heraus gesteuert und kontrolliert werden können. In seinen Grundzügen ist die Busklemme eigentlich für die industrielle Automatisierungstechnik entworfen wurden, sodass der Haupteinsatzbereich im Maschinen-und Anlagenbau liegt. Im Laufe der Zeit und durch die fortschreitende Entwicklung im Bereich der Gebäudeautomation, finden sich Busklemmen nun jedoch auch an dieser Stelle. Mittlerweile wurden sogar eigene Klemmen entwickelt, die nur auf die Anwendungen im Bereich der Gebäudeautomation geschult sind. Zu diesen speziellen Klemmen gehören folgende Arten:

  • Die Dimmerklemmen – diese dienen der Steuerung von Beleuchtungseinrichtungen
  • Die Triac-Klemmen – die Funktion dieser Klemmen liegt in der Steuerung von Motoren an Jalousien
  • Die Kommunikations- bzw. Masterklemmen – diese Art der Klemmen werden in den bei der Gebäudetechnik verbreiteten Bussystemen in das übergeordnete Bussystem integriert

Der Aufbau einer Busklemme im Detail

Der Begriff der Busklemme ist im Grunde umgangssprachlich, da die Bezeichnung als Steckklemme zutreffender wäre. Unabhängig vom gewählten Namen handelt es sich hierbei jedoch stets um die physikalische, technische und auch elektrische Verbindung zwischen dem Gerät und dem roten sowie schwarzen Draht der KNX-Leitung bzw. EIB-Leitung.

Die Busklemme besitzt an einer Seite zwei Anschlusslöcher, sodass das Gerät angeschlossen werden kann. Auf der anderen Seite befinden sich rote und schwarze Aderpaare, die als Verteiler für bis zu vier EIB-Leitungen dienen. Die Busklemme lässt sich darüber hinaus je nach Bedarf auch frei, also ohne einen Anschluss an ein Gerät, benutzen und fungiert dann lediglich als eine Art Verteiler. An den Seiten finden sich des Weiteren Führungselemente in Form der sogenannten Schwalbenschwänze, die negativ oder positiv gepolt sein können. Durch diese Elemente lassen sich mehrere Busklemmen aneinanderreihen. Sie dient jedoch beispielweise beim Buskoppler der Führung, sodass die Klemme sauber verriegelt werden kann. Dieser Vorgang ist im KNX-Handbuch definiert, wo auch eine genauere Spezifikation der Busklemme erfolgt.

Bei einer Verbindungsklemme findet sich die herkömmliche Anordnung ebenfalls, wobei es hier jedoch keine Anschlusslöcher gibt. Soll eine Spannung auf dem Bus geprüft werden, so können die quadratischen Öffnungen für die Messgeräte genutzt werden, die sich auch an einer Busklemme befinden.

Praktisch gesehen sollten Klemmen immer so angebracht werden, dass die erste Klemme an das Loch gesteckt wird, welches sich am nächsten am KNX-Gerät befindet. Kommt es zu einem späteren Zeitpunkt nämlich dazu, dass die oberen Anschlusspunkte genutzt werden sollen, so müssen nicht alle Klemmen von dem jeweiligen Bus-Gerät abgezogen werden, damit sich wieder ein Strang zusammenstecken lässt. Letztlich finden sich noch Busklemmen, die über eine integrierte Überspannungs-Ableitungseinheit verfügen.