Die Digitalisierung aller Lebensbereiche ist in der modernen Gesellschaft angekommen. Fast niemand mehr, der nicht über Smartphone oder andere Mobilgeräte mit seinen Mitmenschen und der Umwelt vernetzt ist. Eine Entwicklung, die nicht nur im Alltag rasant voranschreitet. Immer mehr Endgeräte und Produkte, die miteinander kommunizieren, halten auch in der industriellen Produktion Einzug. Diese zunehmende Digitalisierung, also das Zusammenwachsen der beiden großen Bereiche Software/IT und der klassischen Automatisierung, wird unter dem Begriff Industrie 4.0 immer bekannter und populärer. Aber was genau steckt hinter diesem Begriff? In vielen Firmen, gerade im kleinen und mittelständischen Bereich, gibt es noch Unklarheiten und verschiedene Auffassungen darüber.
Wegweisende Trends
Um diese mitunter diffus erscheinende Entwicklung klarer und deutlicher fassbar zu machen, hat die Harting-Technologie-
gruppe, unter Betrachtung der aktuellen Entwicklungen in der Industrie, sechs Trends identifizieren können. Sie stehen stellvertretend für die verschiedenen Entwicklungsbereiche von Software und Hardware und bieten Orientierung, wo der Weg hingehen kann.
Modularisierung – zukunftssichere Verbindungslösungen: leistungsstark, kompakt, schnell und höchst flexibel
Modulare Ansätze nehmen an Bedeutung zu. Der starre Aufbau einer Massenproduktion wird aufgebrochen und in Richtung Maßanfertigung verschoben. Schnelle Wechsel und Anpassungen der Produktionsanlagen, können durch modulare Komponenten Zeit sparen.
Identifikation – Auto-ID-Lösungen, die einfach mehr bieten
Condition Monitoring kann unkompliziert und kostengünstig mit RFID-Sensor-Transponder-Systemen realisiert werden. Sie helfen dabei, Verschleiß frühzeitig zu melden und Ausfallzeiten zu reduzieren. Während früher Waren und Werkstücke „unsichtbar“ in einer Produktion unterwegs waren, können sie nun mittels RFID mit ihrer Umwelt kommunizieren und selbst mitteilen, wie sie verarbeitet werden sollen.
Integration – Intelligente Geräte und Softwarelösungen, die sich verstehen
Problemlose Kommunikation von Objekten mit Drittsystemen, z. B. einer SPS vom Webshop in den Shop Floor. Flexible Softwarelösungen, maßgeschneidert auf jeden Anwendungsanspruch.
Digitalisierung – Reale Produktion und virtuelle Steuerung wachsen enger zusammen
Konzept: Harting-HAIIC-MICA-Energiemanagement für die Produktionseffizienz und Condition Monitoring.
Miniaturisierung – Komponenten und Lösungen, reduziert in Maßen und Gewicht mit maximalen Fähigkeiten
Die Vernetzung im Feld wird immer dichter, gleichzeitig sollen Komponenten immer kleiner und leistungsfähiger werden. Dies betrifft auch Rechnersysteme und Steckverbinder.
Customisation – Maßgeschneiderte Lösungen für Daten, Signale und Power
Individuelle Systemlösungen und Produkte, die perfekt passen. Offene Softwareplattformen kommen Kundenwünschen genauso nach, wie maßgeschneiderte Hardware-Konfektionen.
Die vierte industrielle Revolution bringt eine immer dichtere Vernetzung von Sensoren, Aktoren und Smart Devices im Feld mit sich. Die Maschine-zu-Maschine-Kommunikation sowie die Digitalisierung ehemals anonymer Werkstücke bedingen immer mehr Schnittstellen und Verbindungen. Komponenten müssen immer kleiner und leistungsfähiger werden, die Bedienung soll schneller und einfacher von der Hand gehen. Aus der Industrie 4.0 und den damit einhergehenden modularen Produktionsaufbau resultieren höhere Steckzyklen und Datenraten auch für die Steckverbinder. Harting Electronics bietet als Unternehmen der Harting-Technologiegruppe Hardwarelösungen im Bereich der Steckverbinder an, die die Industrie-4.0-Trends Miniaturisierung, Modularisierung und Digitalisierung unterstützen.
Der Trend der Miniaturisierung zieht sich durch alle drei
Lebensadern der Industrie: Power, Signal und Daten. Für den
Bereich der Stromversorgung ist der Stecker M12 Power L-coded vorgesehen. Er soll 7/8-Zoll-Lösungen ablösen und meistert in einem wesentlich kleineren Format die Stromversorgung für energiehungrige Anwendungen. Dies können Feldverteiler, I/O-Boxen oder sogar kleine Servoantriebe sein. Durch diese Miniaturisierung können Gehäuse kleiner ausgelegt und mit einheitlichen M12-Anschlüssen versehen werden.
Eine weitere Miniaturisierung stellen die har-flex-Leiterplattensteckverbinder dar. Im Rastermaß 1,27 mm übertragen sie, beispielsweise als Gehäuseanschluss, zuverlässig Signale und sind bei gleicher Leistung wesentlich kleiner als bisherige Leiterplattensteckverbinder. Mit der neuen THR-Variante bietet har-flex durch zusätzliche Befestigungen auf der Leiterplatte sehr hohe Stabilität auf kleinstem Raum.
Im Bereich der Modularisierung punkten Stecksysteme, die einhändig schnell und sicher zu bedienen sind und diverse Steckgesichter in einem identischen Gehäuse anbieten. Für solche Ansprüche bietet Harting das PushPull-System. Es ist robust, kann in Sekundenschnelle gesteckt oder gezogen werden und ist mit allen gängigen Steckgesichtern für Power, Signale und Daten erhältlich. Ein klarer Zeitvorteil in Produktionsanlagen, die regelmäßig umgerüstet oder neu miteinander kombiniert werden. Der Ansatz von Industrie 4.0 geht weg von der Massenproduktion hin zur Echtzeit-Maßfertigung nach Kundenwunsch. Dies bedingt auch ein häufigeres Umrüsten von Maschinen, die bisher meistens nur ein einziges Mal für eine lange Betriebsdauer verkabelt wurden. In Zukunft werden Anlagenteile immer stärker in selbstständige einzelne Module getrennt, die beliebig miteinander kombiniert werden. Hier unterstützt ein schnelles und modulares System wie PushPull.
Beim Trend der Digitalisierung schwingen Begriffe wie Big Data, Cloud oder 10G aus der IT-Welt mit. Die Datenraten steigen sowohl im Feld als auch in Netzwerkumgebungen stetig an. Dieser Entwicklung müssen Kabel und Steckverbinder Rechnung tragen. Im Bereich der Datenverkabelung in der Industrie, gibt es parallel zu dieser Entwicklung zwei Ansätze. Der eine geht über Lichtwellenleiter und Fiber Optic, der andere den klassischen Weg über Kupferkabel, mit denen Ethernet nach Cat 6A mit bis zu 10 GBit/s übertragen werden kann.
Hier bietet Harting sein preLink-System als flexible Verkabelungslösung an. Mit preLink ist es möglich, eine ehemals feste Verbindung von Kabel und Steckverbinder in zwei unabhängige und wiederverwendbare Komponenten zu zerlegen. Zum einen ist da der preLink-Abschlussblock mit der Aufnahme für 8-adrige Ethernetkabel, welcher mit der passenden preLink-Zange in
einem Arbeitsgang im Feld
sicher konfektioniert werden kann. Dieser Abschlussblock passt dann wiederum in eine Reihe von Buchsen und Steckverbindern. Der Clou an dem System ist, dass der Abschlussblock immer wieder in Sekunden entnommen werden und in einen anderen Steckverbinder gesetzt werden kann. So lassen sich Kabel und Steckverbinder unabhängig voneinander wechseln. Der Anwender kann die Steckverbinder, bei entsprechender Vorverkabelung, zum Beispiel innerhalb von Sekunden von Fast Ethernet auf 10G-fähige Komponenten nachrüsten.
Um diese flexible Anschlusstechnik auch für Anwendungen unter verschiedensten Bedingungen anbieten zu können, gibt es das preLink-System in diversen etablierten, industrietauglichen Steckgesichtern. Dazu gehören Netzwerksteckverbinder in RJ45 als Stecker und Buchse sowie M12, PushPull-Variante 14 und als Einsatz im Han 3 A für IP65/67 taugliche Anwendungen.
Für Übertragungsstrecken größer als 100 Meter setzt man aktuell auf optische Fasern und kann hier über mehrere Kilometer wesentlich höhere Datenraten realisieren. Hier ist das Limit abhängig von Faktoren wie dem Fasertyp des Lichtwellenleiters und den Transceivern und dem verwendeten Protokoll. Harting bietet für diese Variante einen PushPull-Steckverbinder in optischer LC-Duplex-Ausführung.
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