Das ist ein skizzierter Wohnraum mit einer Lampe an der Decke und einem Lichtschalter. Zur Illustration ist die Lampe am anderen Ende des Raumes angebracht. Die „Phase“ (rot gezeichnet) läuft in einem Rohr an der einen Wand, der Nulleiter (blau gezeichnet) an der gegenüber liegenden Wand entlang.

Vom Gesichtspunkt des Gleichstromtechnikers ist das kein Problem, aber die großflächige Induktionsschleife wird im Raum eine Menge Elektrosmog erzeugen. Und wenn an den Wänden entlang auch noch andere Elektrokabel verlegt sind, dann wird die großflächige Schleife wie die Primärwicklung eines Transformators wirken und in die anderen Leitungen eine Störspannung induzieren, solange das Licht eingeschaltet ist.

Es geht hier nicht nur um die 50Hz - Wechselspannung, sondern besonders um die hochfrequenten Störspitzen, die beim Schalten entstehen. Solche Installationen führen dazu, daß bei jedem Schalt-vorgang ein Prasseln im Radio und ein Strich auf dem Fernsehbildschirm entsteht. Der Kühlschrank und die Heizungspumpe, alle melden sich im Fernsehen, regelmäßig. Und die Tonband- und Videoaufnahmen speichern das für alle Ewigkeit.

Die großflächige Induktionsschleife kann leicht dadurch vermieden werden, daß beide Leiter im selben Rohr verlegt werden, die Hin- und die Rückleitung. Das gilt auch in dem Rohr zum Schalter, die beiden Ströme heben sich magnetisch auf, weil sie in die entgegengesetzte Richtung fließen: eine möglichst dünne Induktionsschleife, schlank ist schön.

Das selbe gilt für die Kabelkanäle in einem Schaltschrank. Die Hin- und die Rückleitung (Versorgung und Masse) müssen im selben Kabelkanal verlegt werden, am besten verdrillt. Und wenn die Masseleitung für die 24V= und für die 220V Steuerspannung als Rückleitung dient (was vermieden werden soll!), dann müssen alle 3 Leiter im selben Kabelkanal verlegt und möglichst verdrillt werden.

Das ist besonders leicht verständlich und übersichtlich machbar, wenn die Sub-Masseverteilerschiene (Sternverdrahtung) in der Nähe der Verbraucher ist (Schützspulen).

Im Bild ist die 220V Steuerspannung mit rot und hellblau dargestellt, als ob es eine Gleichspannung wäre. Die Farben wurden aber nur zur Unterscheidung des  „Nulleiters“ von der „Phase“ verwendet. Durch den Steuerspannungstrafo ist sogar der Name „Nulleiter“ und „Phase“ falsch, es handelt sich bloß um eine Wechselspannung, von der ein Pol mit Masse verbunden ist, wegen der Vorschriften.

Die bifilare Verdrahtung gilt natürlich auch für die 24V= Stromkreise mit den SPS - Ein- und Ausgangsbaugruppen. Der Strom, der die Relaisspulen durchfließen soll, muß über einen Leiter des 10-adrigen Kabels zur „gemeinsamen“ + Klemme des SPS-Ausgangsbytes fließen und kommt von dort über die Schalttransistoren zurück bis zu den Relaisspulen - im selben Kabel! Im Beispiel sind 2 Bytes gezeichnet.

Gerade deswegen, weil die SPS - Kabel über längere Strecken in den Kabelkanälen parallel verlegt werden, ist die bifilare Verdrahtung besonders wichtig um ungewünschte Kopplungen („Übersprechen“) zu vermeiden.

Der Massedraht, der an die SPS - Ausgangsbaugruppe angeschlossen wird, dient als Masse zur Versorgung der Elektronik in der SPS, für die Transistoren, die die Schalttransistoren treiben. Das ist ein zusätzlicher Strom, der durch den + Leiter zur SPS rinnt und über den Masseleiter zurück. Außerdem ist in der SPS eine Überspannungsbegrenzerschaltung eingebaut, die die Ausgangspotentiale auf das „Masse“potential klemmt.

Die SPS-Eingänge müssen nach den selben Grundsätzen verdrahtet werden. Hier sind die Schütz-Meldungen als Beispiel gezeichnet. Die Kabel zu den Eingangsbytes brauchen nur 9 Adern. Beachten Sie, daß der Masse-Anschluß nicht mit der Verteilschiene verbunden ist, die für die 220V - Schützspulen eingebaut worden ist, das ist ein anderer Stromkreis!

In jedem Fall fließt in einem SPS Kabel immer gleich viel Strom in die eine Richtung wie in die andere. Deswegen dürfen die verschiedenen + und Masseklemmen der Ausgangsbytes und der Eingangsbytes an der SPS nicht miteinander verbügelt werden!

Manche Elektriker meinen, mit abgeschirmten Kabeln könnten sie die Störungen unterdrücken, die sie zuerst mit Masseverschleppungen und großflächigen Induktionsschleifen verpfuscht haben. Aber da haben sie keine Chance. Die Abschirmung ist erstens nur dann wirksam, wenn sie an eine wohldefinierte Masseklemme angeschlossen wird (und die hat er ja nicht) und zweitens ist sie gegen die Magnetfelder (Ein-Windungs-Trafo) völlig hilflos.

Eine Abschirmung ist nur gegen kapazitive Kopplungen wirksam, aber auch das nur sehr mangelhaft, weil jeder Meter Kabellänge genug Induktivität darstellt, um für die steilen Schaltflanken und Funken-Frequenzen alle „Masse“ schwimmen zu lassen. Deshalb ist es viel wirksamer, jene Leiter, in denen hohe Spannungsspitzen aus Leistungs-Schaltvorgängen auftreten können, überhaupt nirgends mit anderen Leitern parallel zu verlegen sondern höchstens kreuzen zu lassen.

Es ist nicht immer der kürzeste Draht, der die Verdrahtung korrekt macht, sondern der schlankste Weg. Sagen Sie nicht, das sei „eh klar“. Woher kommen dann die vielen vermurxten Verteiler, bei denen mysteriöse Störungen auftreten? Was bei den alten Relais-Steuerungen noch funktioniert hat, kann bei SPS- und Computersteuerungen völlig danebengehen. Außerdem schadet es überhaupt nicht, seine Arbeit einfach richtig professionell zu machen.

Ing. Franz Glaser | ++43-7219-6135  +  ++43-7682-6840 | Index  |
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