Acht Adern in rauer Umgebung Verkabelungstechnik erweitert Applikationsspektrum von Profinet

Sollen in industriellen Applikationen achtadrige Verkabelungssysteme für Profinet-Netzwerke eingesetzt werden, so müssen diese Komponenten den hohen Anforderungen aus dem rauen Industrieumfeld genügen. Hierzu gehören neben dem Brandschutz auch die erhöhten mechanischen, chemischen und thermischen Anforderungen. Profinet-Spezifikation für Verkabelungstechnik Die Nutzerorganisation PI (für Profibus und Profinet International) hat jüngst die Richtlinie für die Verkabelungstechnik von Profinet, einer der am Markt führenden Standards für industrielle Kommunikation, erweitert. In dieser Guideline werden nun nicht nur Steckverbinder und Leitungen beschrieben, die für die Profinet-spezifische Übertragungsgeschwindigkeit von 100MBit/s (vieradrige Leitungen) eingesetzt werden können, sondern auch Leitungen und Steckverbinder für achtadrige Verkabelungssysteme zum Anschluss an überlagerte Netzwerkstrukturen. Diese Erweiterung wurde notwendig, da aufgrund der stetig steigenden Anforderungen, z.B. durch Qualitätssicherung, ein enormes Datenaufkommen in den Fertigungsprozessen entsteht. Diese Daten müssen dann zur Archivierung aus der Fertigungszelle an überlagerte Rechenzentren weitergegeben werden. Zudem erforderten neue Applikationen diesen Schritt wie etwa die Videoüberwachung schlecht einsehbarer Anlagenlagenteile oder der Anschluss von WLAN-Access-Points gemäß IEEE802.11n mit bis zu 450MBit/s. Die neuen Leitungen und Stecker sollen aber nicht dazu führen, dass alle Profinet-Netzwerke mit achtadrigen Leitungen ausgestattet werden, sondern Profinet erweitert sein Spektrum an Leitungen und Steckverbindern, um für jeden Applikationsbereich die passende und kostenoptimale Verkabelungstechnik anbieten zu können. Ethernet-Schnittstelle für Geräte in hoher Schutzart Sollen nun Anlagen mit solchen neuen Applikationen wie Videoüberwachung oder leistungsfähigem WLAN nach aktuellem IEEE802.11n-Standard ausgerüstet werden, so müssen die Kameras bzw. Access Points mit entsprechenden Anschlusskomponenten angebunden werden. Die aktiven Komponenten werden nicht direkt an Netzwerkstrukturen in der Fertigungszelle angeschossen, sondern größtenteils an übergeordnete Netzstrukturen, welche die Fertigungszellen verbinden. Da Videokameras bzw. WLAN-Access-Points meist außerhalb eines Schaltschranks installiert werden, benötigt der Monteur hierfür eine Anschlusstechnik in hoher Schutzart (IP65/67). IP65 x-kodiertes Steckgesicht für M12-Steckverbinder Wenn in überlagerten Netzstrukturen zum Teil achtadrige Verkabelungssysteme eingesetzt werden, muss hierfür auch eine entsprechende Anschlusstechnik entwickelt werden, die acht Kontakte aufnehmen kann. Bei Geräten, die über eine RJ45-Schnittstelle verfügen, ist dies keine große Herausforderung – weder in IP20 noch in IP65. So kann bei Profinet die standardisierte RJ45-Schnittstelle wahlweise mit vier oder acht Kontakten ausgestattet werden. Bei Geräten, die für Applikationen außerhalb des Schaltschranks entwickelt wurden und eine M12-Schnittstelle besitzen, ist dies jedoch nicht mehr so einfach. Hier hat sich bei 100MBit/s aufgrund seiner kleinen Bauform der Datensteckverbinder M12 etabliert. Dieser wurde bis jetzt immer mit vier Kontakten für 100MBit/s-Ethernet angeboten. Da er sich aber am Markt großer Beliebtheit erfreut, wollte man auch diesen Steckverbinder für achtadrige Verkabelungslösungen einsetzen. Angetrieben von den Anforderungen, einen Stecker zu entwickeln, der in hoher Schutzart acht Adern auf kleinem Bauraum aufnehmen kann, wurde ein x-kodiertes Steckgesicht für den M12-Stecker entwickelt. Jeweils ein Adernpaar wird im Stecker von den anderen drei Adernpaaren abgeschirmt geführt. Durch diese Aufteilung ergibt sich das x-kodierte Steckgesicht des neuen M12-Steckverbinders. Es wurde entsprechend in der internationalen Norm IEC61076-2-109 offen gelegt. Somit haben alle Hersteller die Möglichkeit, Produkte zu entwickeln und auf den Markt zu bringen. Für die Aufnahme dieses Steckgesichts in der Profinet-Guideline ist dies eine zwingende Voraussetzung. Einfaches Konfektionieren vor Ort möglich Nicht nur die Fähigkeit, über einen Stecker ein achtadriges Verkabelungssystem anschließen zu können, ist für den Industrieanwender eine wichtige Eigenschaft, sondern auch, dass sich der Stecker im Feld einfach und sicher konfektionieren lässt. Ein kleiner Steckverbinder, der nur vorkonfektioniert an der Leitung eingesetzt werden kann, wird sich nicht durchsetzen. Deshalb haben die Entwickler hier eine Lösung gefunden, über die der Anwender schnell und einfach eine achtadrige, geschirmte Leitung im Feld anschlagen kann. Zum Konfektionieren werden die von Siemens angebotenen FastConnect 4×2-Leitungen und das FastConnect Stripping Tool eingesetzt. Das Stripping Tool legt die Adern und das Schirmgeflecht in der richtigen Länge frei. Zur weiteren Verarbeitung der Leitung muss der aus nur zwei Einzelteilen bestehende M12-Steckverbinder aufgeschraubt werden. Die vorbereitete Leitung lässt sich nun in das hintere Steckergehäuse mit der Aderfixierung einführen. Die Aderfixierungen sind wie die Zacken einer Krone im Kreis angeordnet. Die farblich gekennzeichneten Adern lassen sich dann in die entsprechend gekennzeichneten Nuten eindrücken. Überlängen der so fixierten Adern können nun abgeschnitten werden. Durch leichten Druck wird der mit dem Stripping Tool freigelegte Schirm der Leitung über die integrierten Schirmfedern kontaktiert. Anschließend erfolgt durch das Zusammendrehen der beiden Gehäuseteile die Kontaktierung der Adern in den Schneidklemmen des vorderen Steckergehäuses. Durch das Zusammendrehen der Gehäuseteile wird auch die Zugentlastung und die IP65/67 Dichtigkeit des Steckers sichergestellt. Achtadrige Profinet-Verkabelung