Wohin schreitet die Feldbus-Verkabelung?

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Patch-Leitungen für die Industrie

Ein weiteres Feld ist die Spezifikation von vorkonfektionierten Patch-Leitungen für den industriellen Einsatz. Vorkonfektionierte Leitungen können vorteilhaft innerhalb eines Schaltschrankes zur Verbindung zweier Geräte eingesetzt werden – damit erübrigt sich das Konfektionieren der Steckverbinder vor Ort. Produkte aus dem kommerziellen Bereich sind hierfür aber nicht geeignet, da sie weder den mechanischen Belastungen noch den Schadgasen gewachsen sind. Nutzerorganisationen haben daher vorkonfektionierte Leitungen definiert, die mit leichteren Leitungstypen bei gleichzeitig guten industriellen Eigenschaften und qualitativ hochwertigen Steckverbindern diesen Einsatz optimal abdecken.

Auch in der Faseroptik gibt es genügend Einsatzfälle für vorkonfektionierte Leitungen. Hier ist dieses Konzept auch außerhalb von Schaltschränken attraktiv, da die Konfektionierung der Steckverbinder im Feld von den Anwendern kritisch gesehen wird und man deshalb lieber vorkonfektionierte Leitungen einsetzen möchte. Bislang gab es aber keinerlei Definition der industriellen Eignung von Patch-Leitungen aus Faseroptik.

Mit einer IEC-Norm wurden nun erstmals eine Reihe von Tests definiert, die Komponenten im Industrieumfeld bestehen müssen. Hierauf basierend werden nicht nur industrielle Faseroptik-Steckverbinder getestet. Zudem wurde auch ein Normungsprojekt initiiert, welches darauf abzielt, vorkonfektionierte Leitungen für den industriellen Einsatz mit ihren optischen und umweltbezogenen Parametern zu spezifizieren (Bild 3).

Integration der Netzwerke in die Kommunikation

Leistungssteigerungen und Maßnahmen zur Qualitätssicherung stellen immer neue Anforderungen an automatisierungstechnische Kommunikationsnetzwerke. Wo heute Feldbusse und Ethernet-Netzwerke mit 100 MBit/s angemessen sind, kommen morgen Geräte wie Kameras, Server, oder Lesegeräte hinzu. Als Konsequenz müssen industrielle Kommunikationsnetzwerke mit höheren Datenübertragungsraten operieren. Führende Nutzerorganisationen stellen sich dieser Herausforderung und erweitern ihre Verkabelungsspezifikationen so, dass auch Ethernet mit 1 GBit/s oder mehr übertragen werden kann.

Im Gegensatz zur Verkabelung mit zwei Paaren, die für 100 MBit/s ausreicht, sind hierfür vier Adernpaare notwendig. RJ45-Steckverbinder sind für diese Datenübertragungsraten gemäß der Kategorie 6_A spezifiziert und auch in industrieller Ausführung zur werkzeuglosen Schnellkonfektionierung am Markt erhältlich.

Dagegen ist der M12-Steckverbinder mit vier Polen und D-Codierung, der in vielen Industrial-Ethernet-Netzwerken eingesetzt wird, nicht für dieses Konzept geeignet. Mit dem 8-poligen X-codierten M12-Steckverbinder wurde aber auch dieses Problem erfolgreich gelöst. Mit seiner Leistungsfähigkeit gemäß Kategorie 6_A überträgt er Daten bis 10 GBit/s - und erfüllt damit alle industriellen Anforderungen. So konnten die Verkabelungskonzepte der Nutzerorganisationen logisch und bruchfrei für höhere Datenübertragungsraten erweitert werden.

Auf der Basis dieser Verkabelungsstandards können die zwei Welten künftig enger zusammenrücken: die Welt der kommerziellen IT mit ihrer generischen Verkabelung und die Welt der Automatisierungstechnik mit ihren Verkabelungssystemen der Nutzerorganisationen. Informationen werden zwischen den Teilnehmern eines Automatisierungsnetzwerkes und der generischen Verkabelung leichter auszutauschen und in die Gesamtlösung einzubinden sein. Teilnehmer mit höheren Datenübertragungsraten werden ohne Systembruch in die Automationslösung integriert. So können die Vorteile beider Welten optimal genutzt werden, um die Performance der Anlage zu steigern.

Fazit

Die Verkabelung bildet das Rückgrat der industriellen Kommunikationssysteme. Mit sorgfältig definierten und aufeinander abgestimmten Komponenten sowie mit den erforderlichen Planungsvorgaben können Anwender heute ihre Anlage sicher errichten und zuverlässig betreiben. Weiterentwicklungen bei den Topologien und Komponententests führen zu einer höheren Leistungsfähigkeit und einem zuverlässigen Betrieb der Netzwerke. Immer leistungsfähigere Anwendungen können so auf dem stabilen Fundament der Datenübertragungstechnik aufbauen.

* Dipl.-Wirt.-Ing. Bernd Horrmeyer ist Fachreferent für Standardisierung bei Phoenix Contact in Blomberg.

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