Fabrikautomatisierung
Stecker für Industrie 4.0
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Kampf gegen Mikrounterbrechungen
Aber auch andere Steckverbindersysteme haben sich über die Jahre weiterentwickelt, beispielsweise der M12-Rundsteckverbinder [1]. Diese wahrhaft industriegeeignete Steckverbinderfamilie hat sich von einem serienmäßigen, industriellen E/A-Steckverbinder zu einer großen Familie industrieller Ethernet-Steckverbindungen entwickelt. Der M12 mit D-Kodierung ist ein geradezu klassisches Beispiel einer erfolgreichen Erweiterung der M12-Familie, denn diese Kodierung bezieht sich auf die Ethernet-Fähigkeit und ist speziell für den Datentransport via Ethernet festgelegt worden.
Die M12-Familie hat sich weiter um X-kodierte Ausführungen vergrößert, die auch für Cat6A-Geschwindigkeiten (10 GBit/s) geeignet sind. Nach dieser Entwicklung ist der M12 mit X-Kodierung eine ernstzunehmende Alternative zum RJ45, obwohl die ursprüngliche Verschraubung für »montagefreundliche« Anwendungen nicht in Frage kam. Als Reaktion darauf haben einige Anbieter ihre Steckverbinderangebote um »feldmontierbare« und »Steck/Dreh«-Ausführungen erweitert. Das M12-Stecksystem ist eine ausgezeichnete Wahl, vor allem dann, wenn Schutzart IP67 gefragt ist.
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Auf der Suche nach einem Nachfolger für den RJ45 sind aber noch andere Wege beschritten worden. Eine der neuesten Entwicklungen nennt sich »Industrial Mini I/O« [2]. Der auf einen rechteckigen Formfaktor aufsetzende Industrial Mini I/O ist ein kleiner und robuster Eingabe/Ausgabe-Steckverbinder (Bild 1). Mit seinem recht leistungsstarken Doppelkontaktsystem und einem mechanisch kodierten Metallgehäuse sieht er wie ein ernsthafter Kandidat aus, der dem RJ45 den Rang ablaufen könnte. Zu den wichtigsten Eigenschaften des Steckverbinders gehören seine Kompaktheit und die Gehäuseform beziehungsweise -abmessungen. Ein weiteres wichtiges Element ist seine Fähigkeit, Mikrounterbrechungen zu vermeiden. Dieser Aspekt der Signalqualität wird in den Diskussionen über die Auslegung einer funktionstüchtigen Ethernet-Anbindung häufig unterschätzt, obwohl diese Mikrounterbrechungen bei der Beschaffung von Ethernet-Steckverbindern sehr wohl berücksichtigt werden sollten.
Warum also sind Mikrounterbrechungen so ein wichtiges Thema? Mit dem Einzug des Ethernets in die Fabrikhalle befindet sich die jeweilige Verbindung in einer Umgebung mit größeren Stoß- und Vibrationsbelastungen als bisher bei der Konzeption von Ethernet angenommen beziehungsweise vorausgesetzt. Wirken diese Stoß- und Vibrationsbelastungen vermehrt auf den Steckverbinder ein, der für solche Umgebungen eigentlich nicht ausgelegt ist – wie beim RJ45 –, kommt es bei der Übertragung zu kurzen Unterbrechungen. Solche Mikrounterbrechungen können dazu führen, dass Ethernet-Frames verstümmelt werden oder ganz verloren gehen. Wenn diese Ethernet-Verbindung allerdings in Echtzeit übertragen soll, ist die nochmalige Übertragung verloren gegangener Ethernet-Frames keine Option, was als solches zu einem größeren Problem auf Systemebene werden kann.
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