Verbindungstechnik Die Qual der Wahl

Das Industrial Ethernet nimmt einen immer größeren Stellenwert ein. Und das nicht erst seit der Proklamation der nächsten industriellen Revolution. Doch im Zuge der Industrie 4.0 nimmt das Industrial Ethernet eine zentrale Rolle ein, Zuverlässigkeit und Geschwindigkeit der Datenübertragung stehen im Mittelpunkt. Damit diese Performance allerdings auch in vollem Umfang bis zum Endgerät kommt, ist die Wahl der passenden Steckverbindung ein entscheidendes Kriterium. Unterschiedliche Steckverbindergrößen und -serien bieten hierbei dem Anwender die verschiedensten Möglichkeiten: von den klassischen Lösungen mit Signal- und Leistungssteckern bis hin zur innovativen Hybridverbindung.

Die Zwei-Stecker-Lösung

Mit körperlich klarer Trennung zwischen Daten und Versorgung bleibt die Komplexität der Verdrahtung vorerst in überschaubarem Rahmen. Getrennte Stecker, getrennte Gehäuse, getrennte Schirme – solange der Platz dazu ausreicht ist alles gut. Die Steckverbindergröße M23 hat auch auf diese Problemstellung eine Antwort. Im Stecksystem M23RJ45 von Hummel werden dabei entsprechende RJ45-Patchkabel in einem robusten Metallgehäuse gekammert, um dem ursprünglichen Telefonstecker ein industrietaugliches, IP67-dichtes Upgrade zu verpassen. Die geschirmten Patchkabel werden entsprechend der Anforderung nach Cat5 oder Cat5e vorkonfektioniert und im M23-Stecker integriert. Kopplermodule im geräteseitigen Gegenstück bieten in der Anwendung zweierlei Möglichkeiten: Zum einen kann der M23RJ45 beispielsweise für Dauerbetrieb aufgesteckt werden, zum anderen kann jedes beliebige Patchkabel für eventuellen Remote-Betrieb verbunden werden. Leistungsseitig kommt der klassische M23-Rundstecker zum Einsatz. Mit 6-, 8- oder 9-poligen Einsätzen und Leistungsdaten von 28 A / 630 V ist er in der Lage, das Gros aller Applikationen abzudecken. Mit einem groß dimensionierten Kabeleinlass und viel Konfektionsraum im Stecker stimmt die Handhabung auch bei schweren Kabeln.

M16 für Signalübertragung

Ein weniger kleiner jedoch ebenso kraftvoll ist das M16-Stecksystem. Als Steckverbinder zur Signalübertragung kann hier auf die 10-polige Ausführung zurückgegriffen werden. Der gleichmäßige Aufbau des Kontaktträgers und das symetrische Pinout sorgen für einen störungsfreien Betrieb. Entsprechend Cat5e können die Datenpakete bis 100 MBit/s übertragen werden. Um das Endgerät mit ausreichend Power zu versorgen, kann der Anwender zwischen 3-, 7- oder 8-poligen Ausführungen wählen, die je nach Polbild über Leistungsdaten von bis zu 20-A-Nennstrom und 630-V-Nennspannung verfügen. Die M16-Rundsteckverbinder sind sowohl als umspritzte Varianten als auch als frei konfektionierbare Versionen in geraden und gewinkelten Versionen erhältlich. Setzt man Platzbedarf und Leistungsfähigkeit ins Verhältnis, so rangiert diese Steckergröße weit vorne. Die robusten Metallgehäuse sind für besondere Anforderungen sogar in Edelstahlausführung erhältlich.

M12 liefert Bandbreiten von 100 MHz

Bei der M12-Steckverbinder-Serie hat sich in den vergangenen Jahren die D-Kodierung gemäß IEC 61076 zur Übertragung von Fast Ethernet etabliert. Der 4-polige Stecker liefert Bandbreiten von bis zu 100 MHz und eignet sich für die verschiedensten Arten von Endgeräten. Neu in dieser Baugröße sind indes die Leistungssteckverbinder M12-Power. Trotz Miniaturisierung sind die Stecker von Hummel aufgrund neuer Materialien und Kontaktsysteme in der Lage, bis zu 16 A/ 630 V zu übertragen. Die EMV-Tauglichkeit ist durchgängig, dank modularem Steckeraufbau ist die 360°-Schirmauflage bei der Verarbeitung realisiert. Speziell die Kodierungen K und L scheinen wegen ihrer Robustheit und stabilen Stecksicherheit prädestiniert dafür zu sein, bei Steckerapplikationen in der Automatisierungstechnik zukünftig Verwendung zu finden.

Hybrid liegt im Trend

Gegenüber klassischen Kombinationen aus Servo- und Drehgeberleitung eröffnen Hybridlösungen darüber hinaus Potenziale zur Kostenreduktion. Durch ihren Einsatz werden aus zwei Kabeln eins und aus zwei Steckverbindern einer. Genauso lässt sich der Installationsaufwand im Feld reduzieren und der Platzbedarf sinkt. Doch nur wenn eine gute Verarbeitbarkeit und unkomplizierte Konfektionierung gegeben sind, geht diese Rechnung auf.

Der M23-Hybrid von Hummel ist die kompakte All-in-One-Lösung für die Übertragung von Leistung, Industrial Ethernet (IE) und Signalen. Die Steckerserie vereint die separate, geschirmte Datenübertragung auf vier Kontakten nach Cat5e mit einer hohen Leistungsverarbeitung auf weiteren 4-Leistungskontakten bis 28 A und 630 V. Datenübertragungen bis 500 MBit/s sind aufgrund von getrennten Schirmpotenzialen problemlos möglich. Zusätzlich stehen vier weitere Kontakte zur Signalübertragung zur Verfügung. Der Konfektionierungsaufwand an sich bleibt trotz hoher Kontakt- und Leistungsdichte überschaubar, das Ethernet-Element wird nach Bestücken der übrigen Kontakte einfach seitlich in den Kontaktträger eingerastet.

Fazit

Sämtliche Steckverbinder-Serien bringen die physikalischen Eigenschaften mit, um Endgerät oder Aktuator mit schnellem Ethernet anzusteuern und parallel dazu mit Spannung zu versorgen. Doch neben greifbaren Kriterien wie Bauraum, Leistungsdaten, Kabel- und Litzenquerschnitten oder Verarbeitungskriterien sollte immer auch die Applikation im Zielmarkt bewertet werden. Umfeld der Endanwendung und Umgang des Anwenders beziehungsweise des Anwendungspersonals mit dem Stecksystem sind wichtige Aspekte, die manchmal auch über den rein technischen Gesichtspunkten stehen können.