Round Table: Industrielle Steckverbinder Diese Neuerungen sind in der Diskussion

Welche neuen Steckverbinder und Verbindungstechnologien werden in den nächsten Jahren in industrielle Applikationen einziehen? Diese Frage wurde in den Räumen der Markt&Technik ausführlich diskutiert.

In der Automatisierung und in industriellen Anwendungen steige das Datenaufkommen; gleichzeitig schreite die Elektrifizierung voran, sagt Michael Singer von Erni. »Das bedeutet, dass künftig immer mehr Steckverbinder zum Einsatz kommen werden«, prognostiziert er. Diese Einschätzung teilen die anderen Teilnehmer der Diskussion. »Die kupferbasierte Verbindungstechnik wird langfristig nicht an Stellenwert verlieren«, davon ist die Steckverbinder-Branche überzeugt. In Zeiten von Industrie 4.0 und zunehmender Digitalisierung ist nicht nur ein Mehr an „Connectivity“ erforderlich, sondern auch eine Verbesserung der Anschlusskonzepte. Spricht man von der industriellen Verbindungstechnik, so ist ein äußerst breites Feld an Applikationen gemeint. Und genau so vielfältig wie die industriellen Anwendungen und Geräte nun einmal sind, so unterschiedlich sind auch die zum Einsatz kommenden Steckverbinder-Typen und -Trends.

Industrial Ethernet

Auf Protokoll-Ebene lässt sich allerdings ein gemeinsamer Nenner finden: Die Ablösung der klassischen Bus-Systeme durch Ethernet-basierte Automatisierungsprofile. »In fast allen industriellen Applikationen spielt Ethernet heute eine Rolle. Die einst sehr bunte Welt der Datentechnik ist nahezu verschwunden, fast alles wird auf dieses eine Protokoll reduziert«, erläutert Rainer Schmidt von Harting, der sich seit Jahrzehnten mit der Ethernet-Technologie auseinandersetzt und Chairman der ISO/IEC JTC 1/SC 25 ist. »Ethernet ist der Treiber überhaupt! Daher ist es für die gesamte Steckverbinder-Branche wichtig, sich noch stärker mit der Technologie auseinanderzusetzen, auch auf Protokollebene«, ist Rainer Schmidt überzeugt. Ethernet bietet viele Chancen, aber auch Gefahren – und es verändert Prozesse. »Es beschleunigt die Standardisierung enorm. Eine Folge davon wird sein, dass die Ethernet-Plattform vermehrt zum Ziel für Angriffe werden wird. Das Thema „Sicherheit in industrieller Umgebung“ wird noch stärker in den Fokus rücken müssen«, betont der Experte.

Bilder: 11

Markt&Technik-Forum

»Industrielle Steckverbinder«

In Zukunft Single Pair Ethernet?

Wie aber sieht das Ethernet von morgen überhaupt aus? Einerseits ist eine Weiterentwicklung in Richtung höherer Bandbreiten voll im Gange – Machbarkeitsstudien untermauern bereits eine Datenübertragungsrate bis 100 GBit/s. Andererseits arbeitet die Industrie intensiv an der Realisierung des „Single-Pair-Ethernet“, also der Ethernet-Übertragung über nur eine Doppelader. Richtig an Fahrt aufgenommen hat diese Technik durch eine Initiative der Automobilindustrie, die sich die Vorteile einer einfachen Ethernet-Verkabelung zu Nutze machen will. Für den PKW legte man Leitungslängen von bis zu 15 m zugrunde. Sie sollen mittels ungeschirmter Technik mit einfacher Verbindungstechnik für 100 MBit/s bzw. auch für 1 GBit/s realisiert werden. Für größere Fahrzeuge wie Busse oder LKWs wird mit maximal 40 m Leitungslänge kalkuliert. Und was im Automobilbereich funktioniert, kann auch Chancen für die Automatisierungswelt bieten.

Die für die Normung zuständige Organisation IEEE hat für industrielle Anwendungen einen 40-m-T1-Kanal spezifiziert. Daneben wird auch ein 1000-m-Kanal entwickelt. Die Steckverbinder-Hersteller sehen darin einen vielversprechenden Ansatz, da das einpaarige Ethernet beispielsweise zur Überbrückung großer Distanzen in der Prozessautomatisierung prädestiniert ist, ebenso wie zur Implementierung von Ethernet in die Sensor/Aktor-Ebene. »Diese Technologie hat aus unserer Sicht großes Potenzial, weil sie jeden Feldbus ersetzen kann«, verdeutlicht Gijs Werner von TE Connectivity. »Vor allem im Bereich der Feldebene kann Single-Pair-Ethernet vollkommen neue Möglichkeiten eröffnen.«

Allerdings wird ein Generationswechsel nicht von heute auf morgen geschehen. »Die Industrie steht noch ganz am Anfang eines langen Weges«, stellt Michael Lüdke von Phoenix Contact klar. Er beschreibt diesen Weg wie folgt: »Erste Anwendungen für Single-Pair-Ethernet sehe ich im Bereich der Prozesstechnik, weil in diesem Marktsegment der Bedarf am größten ist, die alten Feldbusse abzulösen. Bis Single-Pair-Ethernet aber direkt an der Maschine zum Einsatz kommen wird, kann es noch Jahre dauern.« Die Automatisierungsbranche verfüge schließlich über gut funktionierende Übertragungskonzepte, die sie nicht von heute auf morgen aufgeben wird.

Rainer Schmidt kann das Argument nachvollziehen, ist aber dennoch optimistischer, was den Zeitrahmen betrifft: »Bevor die IEEE eine neue Arbeitsgruppe bildet, werden die Machbarkeit und Wirtschaftlichkeit der Technologie geprüft. Und beides ist im Fall von Single-Pair-Ethernet gegeben!« Mit der Technologie lassen sich nicht nur der Verkabelungsaufwand sowie Material- und Installationskosten einsparen, sie kann auch in der Feldebene vollkommen neue Konzepte für Parametrisierung, Initialisierung und Programmierung von Einheiten eröffnen. »Und darin steckt der große Gewinn von Single Pair Ethernet«, hebt Rainer Schmidt hervor.

Für die Übertragung ist natürlich ein entsprechender Steckverbinder erforderlich, wobei die Branche noch darüber diskutiert, wie der konkret aussehen wird. Der Herausforderung, das Steckgesicht zu standardisieren, treibt eine IEC-Arbeitsgruppe (IEC SC 48B) voran. Folgende Anforderungen sind unter anderem zu erfüllen: Der neue einpaarige Steckverbinder muss einen möglichst hohen Schutzgrad (IPx) aufweisen, eine kleine Bauform haben und sich schnell und sicher im Feld montieren lassen. »Harting hat einen solchen, geschirmten Steckverbinder in den Standardisierungsprozess eingebracht«, berichtet Rainer Schmidt. Ein zweiter Vorschlag kommt von TE Connectivity. Das Unternehmen hat einen hybriden Steckverbinder für Single-Pair-Ethernet entworfen, der derzeit ebenfalls im Gremium diskutiert wird. »Eine integrierte Leistungsversorgung, also Power over Data, ist aus unserer Sicht ein sehr wichtiger Aspekt für den Erfolg von Single-Pair-Ethernet«, betont Gijs Werner von TE Connectivity. Den hybriden Ansatz mit Daten und Power über nur einen Steckverbinder verfolgt auch Phoenix Contact mit einem Normierungsvorschlag eines Steckgesichtes im Format M8 und M12, um alle zukünftigen Aufgaben in der Prozess- und Fabrikautomation erfüllen zu können.