Netzwerke für die Digitalisierung in rauer Umgebung Infrastrukturlösungen für die hyperver­netzte Fabrik

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R&M legt Konzepte für vernetzte Industrieumgebungen vor. Verkabelung und Connectivity, so der Schweizer Hersteller, seien zunehmend auch in rauen Außen- und Produktionsbereichen erforderlich – vom Outdoor-Stecker über lokale Datennetze und WLAN bis hin zum Rechenzentrum.

In seinem Geschäftsbereich Industrial hat R&M Lösungen für Fabriken und Firmengelände, Wind- und Solarparks, Schiffe und Krankenhäuser konzipiert. Perspektivisch seien weitere Einsatzfelder wie Bergbau, Versorgungsunternehmen, Landwirtschaft, Militär, Häfen und Transport vorgesehen.

Die hypervernetzte Fabrik

Industrie 4.0 mit der Verknüpfung von Produktion und Datennetzen auf Basis von Ethernet/IP-Kommunikation habe sich in der Breite etabliert, so das Unternehmen. Nun weise die Entwicklung in Richtung disruptives Smart Manufacturing mit KI, selbstlernenden Maschinen und Robotern, Augmented Reality, Connected Workers und digitalen Zwillingen. Diese Anwendungen erforderten große Rechenleistung unmittelbar vor Ort sowie zusätzliche Übertragungsressourcen. Hierfür würden nicht nur nur zusätzliche Kabel und Connectivity benötigt, sondern auch Edge- und Mikrorechenzentren sowie KI-Cluster. Hinzu komme 5G, um Daten und Steuerbefehle flächendeckend in Echtzeit per Funk zu übertragen. Allerdings lasse sich der Mobilfunkstandard nur mit einer leistungsfähigen Netzwerkverkabelung bis zu den Antennen betreiben.

Ganzheitlicher Planungsansatz

Für die neue Realität ist R&M zufolge ein ganzheitlicher, integrierender Ansatz erforderlich – vom klassischen LAN über die Feldebene bis zur Cloud. Ethernet/IP-basierte Datennetze würden dabei weiterhin das kosteneffiziente Grundgerüst bilden: Struktur und Kommunikationsprotokoll seien anwendungsneutral und universell nutzbar, zudem könne man Ethernet/IP-basierte Datennetze nahtlos erweitern, skalieren, segmentieren, redundant auslegen und spontan für den nächsten Produktionsauftrag neu konfigurieren.

Mit Blick auf die wachsende Zahl der verbundenen Geräte und steigende Datenmengen empfiehlt R&M, bei Kupferverkabelungen mindestens Cat 6A für bis zu 10 GBit/s bei Entfernungen bis 100 Meter und für höhere Anforderungen Cat 8.1 für bis zu 40 GBit/s auf kurzen Distanzen einzusetzen. Für große Distanzen zwischen internen Rechenzentren, Leitstand, Office und Internet, für Backbones, Konvergenz- und Hybridlösungen verweist R&M auf Glasfaserlösungen.

Echtzeitkommunikation zwischen Maschinen erhöhe zusätzlich die Anforderungen an Latenz und Dämpfung. Daher komme der Technologie und Qualität der Kabel und Stecker besondere Bedeutung zu. In Industrieumgebungen würden vorwiegend robuste Komponenten eingesetzt.

Technologien und Standards

R&M setzt eigenen Angaben zufolge auf industrietypische Kunststoffe und die Schneidklemmtechnik (IDC). Letztere ermögliche einen staub-, gas- und wasserdichten, korrosionsfreien und vibrationssicheren Kontakt der Kupferadern. Der Hersteller hebt hervor, diese Technik auch in werkseitig konfektionierten RJ45-Patchkabeln zu nutzen.

Power over Ethernet (PoE) gewinne in der Produktion an Bedeutung, da so die Stromversorgung der Endgeräte über Datenleitungen erfolgen könne. Dies setze allerdings eine spezielle Qualität der Beschaltung der Adern und Kontaktfedern voraus, um Widerstände und Funkenerosion zu minimieren.

Als junge Technologie führt R&M Single Pair Ethernet (SPE) an. SPE könne die Ethernet/IP-Kommunikation auf bis zu 1000 Meter ausdehnen und damit die Einbindung von Sensoren, Steuerungen, Kameras, Antennen und weiteren Endgeräten des Industrial Internet of Things (IIoT) im Feld und im Gelände per Plug and Play in das LAN ermöglichen.

Zum Schutz vor elektromagnetischen Einflüssen verweist R&M auf seine Lösungen für eine verstärkte Abschirmung von Netzwerkkabeln und Steckern vor elektromagnetischen Feldern, wie sie in Produktionsanlagen verstärkt auftreten. Ein Beispiel dafür sei das Zinkdruckgussgehäuse des feldmontierbaren FM45-Steckers.

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