Neue Ethernet-Steckverbinder

Big Data durchs Nadelöhr

| Autor / Redakteur: Matthias Domberg, Jonas Diekmann [Red.: Michael Eckstein] / Andreas Donner

Miniatur-Verkabelung: M8ty will helfen, auch schwer zugängliche Bereiche in der Fertigung zu vernetzen
Miniatur-Verkabelung: M8ty will helfen, auch schwer zugängliche Bereiche in der Fertigung zu vernetzen (Bild: Harting)

Ethernet gewinnt als Kommunikationsstandard in der Automation rasch an Boden. Dabei werden die Feldteilnehmer immer kleiner und sollen immer höhere Datenraten verarbeiten können. Die Verbindungstechnik muss hier Schritt halten. Eine neue Heldin soll das richten.

Die Miniaturisierung ist zunächst ein etwas abstrakter Begriff. Etwas soll kleiner werden, soviel ist klar. Wenn man nun etwas mehr in den Bereich der Elektronik schaut, kann sich jeder grob etwas darunter vorstellen. Computer, die früher ganze Räume gefüllt haben, passen heute in die Aktentasche, Handys wiegen heute auch kein Pfund mehr und so liegt es nahe, dass sich diese Entwicklung auch in anderen Bereichen vollzieht.

So auch in der industriellen Automation, wo Kameratechnik, Sensorsysteme, Switches, I/O-Boxen und dezentrale Industrie-PCs, um nur ein paar Beispiele zu nennen, immer kleiner werden. Die Geräte werden allerdings nicht einfach nur kleiner. Sie müssen auch den gestiegenen Anforderungen der Digitalisierung gerecht werden und erzeugen mittlerweile schon deutlich mehr Daten als noch vor einigen Jahren.

Alles wird kleiner – Verbindungstechnik muss nachziehen

Zur Hannover Messe schickte Harting dazu seine kleine Heldin Miss M8ty ins Rennen – mit der Mission, auch die letzten Winkel der Produktion an ein geeintes Ethernet-Netzwerk anzuschließen.

Bisher war es gängiger Standard, Geräte in den Spitzen der Feldebene über Bus-Systeme kommunizieren zu lassen. Dazu war es notwendig, Signale der Feldebene und Ethernet-Protokolle der Steuerungsebene ineinander zu übersetzen. Diesen Schritt will man sich sparen und lässt die neuen, miniaturisierten Feldteilnehmer direkt über Ethernet kommunizieren. Die daraus resultierend höheren Datenraten bedingen auch eine angepasste Verbindungstechnik.

M8-Stecker liefert Daten und jetzt auch Power

Aber welche Möglichkeiten hat der Kunde im Bereich Verbindungstechnik zur Datenübertragung? Im Feld kommen eigentlich nur zwei IP67 geschützte Lösungen in Frage: Ein zusätzlich in einem Gehäuse geschützter RJ45- oder ein M12-Rundsteckverbinder. Diese Steckverbinder sind klein, aber für viele Anwendungen mittlerweile trotzdem schon zu groß. Um ein Beispiel zu nennen: Manch moderne Industriekamera zur Erkennung und Positionierung ist mittlerweile so klein, dass der Anschluss für Power und Daten die Miniaturisierung des Gehäuses begrenzt und den meisten Platz in der Applikation einnimmt.

Dieser Herausforderung stellt sich Miss M8ty mit ihrem M8 D-kodiert. Der M8 ist in der Feldebene ein verbreiteter Steckverbinder, bisher allerdings nur in der Weiterleitung von Signalen. Der neue D-kodierte M8 besitzt ein robustes Metallgehäuse mit durchgehender Schirmung und passend auf 0,8 mm Durchmesser geänderte Kontakte, die es ihm ermöglichen, Endgeräte mit 100 Mbit Fast Ethernet zu versorgen. Um nicht weiteren Platz durch zusätzliche Power Schnittstellen zu belegen, ist der M8 in D-Kodierung auch PoE fähig und kann den Feldteilnehmern gleichzeitig Daten und Power liefern.

Verbindungstechnik rund 30 Prozent kleiner

Zur Hannover Messe, die gleichzeitig Startschuss für die Serienproduktion war, gab es bereits eine durchgehende Lösung aus umspritzten Kabeln und Leiterplattenanschlüssen zu sehen. Gerätehersteller bekommen damit die passende Verbindungstechnik, um den nächsten Schritt der Miniaturisierung gehen zu können. Auf der Leiterplatte ist die M8-Lösung etwa 30 Prozent kleiner als die bisherige Lösung in M12.

Das scheint erstmal nicht viel, aber kombiniert man auf einer I/O-Box diverse M8-Buchsen, addiert sich das verringerte Rastermaß auf eine beachtliche Platzersparnis. Geräteseitig stehen dem Anwender zwei Flanschdosen in den Höhen 9 und 13 mm zur Wahl. So lassen sich Bauhöhen anderer Anschlüsse abfangen und man bekommt keine Distanzprobleme.

Miss M8ty befolgt die Spielregeln

Im ersten Schritt wird der M8 D-kodiert die von Rundsteckverbindern bekannte Verschraubung bekommen. Weil Harting beim größeren Pendant M12 allerdings schon gute Erfahrungen mit einer Push-Pull-Verriegelung gemacht hat, kündigt die Technologiegruppe aus OWL an, auch den M8 mit dieser schnellen und einfachen Verriegelung auszustatten.

Gerade in sehr eng gerasterten Anschlüssen nebeneinander verspricht diese Lösung jedoch einfachere Handhabung. Auch bei der Anschlusstechnik für die Kabelseite wird sich noch etwas tun. Hier will Harting mit der eigenen, unter dem Namen Harax bekannten Schneidklemme einen feldkonfektionierbaren Steckverbinder nachlegen.

Um den M8 auch in der neuen Variante bei seinen Wurzeln als universelle Lösung zu belassen, ist auch die D-kodierte Variante genormt. Ein durchgängiger Standard mit nur einem Protokoll nach IEEE 802.3. und der nach PAS IEC 61076-2-114 genormte Steckverbinder geben den Kunden Investitionssicherheit und lassen sich in bestehender aktiver und passiver Infrastruktur einsetzen. Dies gilt gleichermaßen für die Märkte Automation als auch Transportation.

Von der Cloud bis in den Sensor

Das gesamte System der industriellen Verkabelung nun zusammengefasst einmal von ober betrachtet, leitet Hartings kleine Heldin einen Entwicklungsschritt ein, der vor einigen Jahren noch undenkbar war: Ethernet-Kommunikation spielt sich nicht mehr nur zwischen der obersten Ebene eines Unternehmens bis zu Feldverteilern ab. Durch leistungsfähige und passend miniaturisierte Verbindungstechnik können Netzwerke nun nach oben und unten erweitert werden.

Es gibt keine weißen Flecken mehr auf der digitalen Landkarte. Alles kann und wird wohl auch in naher Zukunft miteinander sprechen. Server, firmeneigene Netzwerke, Einzelrechner am Arbeitsplatz, Netzwerkknoten, Switches, Maschinenmodule, Werkzeuge, ja sogar das Produkt selbst kann via RFID mit seiner Umwelt kommunizieren. Miniaturisierte Schnittstellen wie M8 D-kodiert machen es möglich. Hartings Miss M8ty hat ihre Mission klar vor Augen: Ethernet von der Cloud bis in die Spitzen der Feldebene.

Über die Autoren

Matthias Domberg ist Produktmanager bei Harting; Jonas Diekmann ist Fachredakteur bei Harting.

Dieser Beitrag ist zuerst auf unserem Partnerportal elektrotechnik erschienen.

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