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Infrastruktur von morgen

Welche Verbindungstechnik benötigt Industrie 4.0?

14. März 2016, 9:17 Uhr | von Rainer Schmidt, Harting*

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Fortsetzung des Artikels von Teil 3

Auswirkungen auf Kabel und Stecker

Welche Auswirkungen hat Industrie 4.0 also auf die zum Einsatz kommenden Kabel- und Steckverbinder-Typen?

Die Verbindungskomponenten für heutige Ethernet-Anwendungen in der Industrie sind weitestgehend standardisiert und verfügbar. Dabei spielen zwei Ethernet-Protokolle eine besondere Rolle: Fast Ethernet mit 100 MBit/s und Gigabit Ethernet mit 1000 MBit/s:

Fast Ethernet ist die bevorzugte Plattform der meisten Automatisierungsprofile und wird im Allgemeinen über eine geschirmte Sternvierer-Konstruktion des Kabels in Kombination mit vierpoligen Steckverbindern der Bauart RJ45 (nach IEC 60603-7-3) in den Schutzarten IP20 und in IP65/67 (mit PushPull Schutzgehäuse Variante 14) bzw. mit der Bauart M12 D-kodiert (IEC 61076-2-101) realisiert.

Gigabit Ethernet wird heute schon von Automatisierungsprofilen genutzt bzw. als Option für die Zukunft entsprechend vorbereitet (z.B.: EtherNet/IP oder PROFINET). Dazu werden geschirmte Twisted-Pair-Kabel mit vier Paaren genutzt. Das können Kabelkonstruktionen mit einem gemeinsamen Außenschirm sein (Folie und/oder Geflecht), aber auch mit PIMFe (Pair In Metal Foil), also Konstruktionen, bei denen jedes Adernpaar einen separaten Folienschirm besitzt und durch einen Gesamt-Außenschirm zusätzlich geschützt wird. Als Steckverbinder dienen primär achtpolige Steckverbinder der Bauart RJ45 in IP20 und IP65/67 bzw. x-kodierte M12-Stecker.

Wie sieht der Steckverbinder für T1-Ethernet aus?

Das neue Ethernet-Protokoll T1 für die Automatisierung muss erst noch definiert werden. Entsprechend sind auch noch keine Kabel und Steckverbinder auf dem Markt. Hersteller wie Harting machen sich dazu natürlich ihre Gedanken.

Wir gehen davon aus, dass es sich um eine geschirmte Lösung handeln wird, die auf 100 Ohm Wellenwiderstand basiert - und dass es einen neuen einpaarige Steckverbinder geben wird. Dieser Steckverbinder sollte einen hohen IPx-Schutzgrad aufweisen, eine kleine Bauform haben und einfach und sicher im Feld montierbar sein. Gleichzeitig werden auch entsprechende PCB-Versionen benötigt, die in Feldgeräte und insbesondere in die Sensor/Aktor-Technik integriert werden müssen. Zusätzlich zu Steckverbindern sind Anschlusstechniken auf Klemmen-Basis vorstellbar, da viele Gerätehersteller und Anwender im Sensor/Aktor-Bereich damit vertraut und zufrieden sind.