Die digitale Transformation hat sich vom Trendthema zur Notwendigkeit entwickelt und nahezu alle Bereiche des täglichen Lebens – privat und beruflich – erfasst. Die Pandemie hat diese Entwicklung beschleunigt, und dabei die Bedeutung einer schnellen und sicheren Übertragung von Daten hervorgehoben. Daten werden in immer größeren Mengen generiert und über unterschiedliche Distanzen übermittelt. Fehler bei der Übertragung oder Ausfälle einzelner Verbindungen zeigen mitunter schwerwiegende Auswirkungen. Von Aussetzern im Homeoffice und beim Homeschooling im heimischen Netzwerk bis hin zum Ausfall großer Infrastruktur-Anlagen sind die Auswirkungen von Störungen vielfältig. Das gilt für die öffentlichen Datennetze genauso wie für industrielle Netzwerke. In letztere werden immer mehr Maschinen und Anlagen im Rahmen komplexer werdender Produktionsprozesse eingebunden. Der Markt für industrielle Kommunikationstechnik verzeichnet seit Jahren ein überdurchschnittliches Wachstum, und ein Ende ist nicht in Sicht.
Herausforderungen der industriellen Datenübertragung
Industrielle Netzwerke stellen gänzlich andere Anforderungen an die eingesetzten Komponenten als private und öffentliche. Kritische oder fehleranfällige Verbindungen können daher in der Industrie schwerwiegende Folgen für ein ganzes Unternehmen haben. So bringen z.B. Produktionsprozesse aufgrund fehlender oder falsch übermittelter Daten erhöhten Ausschuss hervor, oder die Prozesse kommen vollständig zum Erliegen. Derartige Fehler sind nicht nur ärgerlich, sondern auch finanziell folgenschwer für ein Unternehmen. Die Zuverlässigkeit der Datenübertragung muss daher bei der Auslegung der Prozesse stets eine hohe Priorität haben. Die Anforderungen in diesen Netzwerken variieren stark. Je näher die Verbindung an den Prozess gerät, desto größer sind die Herausforderungen. Industrielle Prozesse sind geprägt von Bewegungen, Vibrationen, extremen Temperaturen und elektrischen Störeinflüssen. Trotz dieser Umgebungsbedingungen müssen steigende Datenraten sicher vom Sender zum Empfänger transportiert werden. Ein aktuelles Beispiel für erhöhte Datenraten sind Kamerasysteme, sie sind häufig den rauen Industrieumgebungen ausgesetzt und müssen dabei eine große Menge an Daten zuverlässig übermitteln. Oft werden derartige Geräte über nur ein Kabel mit Daten und Energie versorgt, sodass die Schnittstellen auch für Power-over-Ethernet (PoE) ausgelegt sein müssen. Bei näherer Betrachtung gerät die Auswahl der passenden Anschlusstechnik in den Fokus. Eine Möglichkeit der Datenübertragung bei Produktionsprozessen ist die Nutzung einer Kabeldurchführung. Diese Systeme verzichten auf die äußere mechanische Schnittstelle und verlegen die Verbindung in das Innere eines Gerätes oder einer Anlage. Somit lässt sich zwar eine sichere Verbindung herstellen, die Flexibilität einer steckbaren Lösung geht jedoch vollständig verloren. In Situationen, in denen ein angeschlossenes Gerät oder Kabel ausfällt, aber auch beim Service oder beim Austausch einzelner Geräte, sind die Aktivitäten mit hohem Aufwand und langen Stillstandszeiten des gesamten Prozesses verbunden. Die Flexibilität, ein Gerät im Falle einer Störung kurzfristig zu ersetzen, defekte Kabel auszutauschen oder unterschiedliche Systeme miteinander zu verbinden und zu trennen, wird nur mit einer steckbaren Lösung erreicht. Steckverbindertypen gibt es viele am Markt. Jedoch hat sich, insbesondere in Umgebungen der Schutzart IP20, kein Typus derart etabliert wie der RJ45. Dieser Steckverbinder wurde für geschützte Büroumgebungen entwickelt, in seiner Standardvariante ist er den industriellen Umgebungen nicht gewachsen. Nutzt man dennoch derartige Varianten, die nicht für die komplexen Anforderungen industrieller Umgebungen konzipiert wurden, kann es zu erheblichen Problemen bis hin zum völligen Anlagenstillstand kommen.
Störungsfrei durch Schirmung
Die Steckverbinder der neuen Patch-Kabel RJ45 Industrial von Phoenix Contact wurden für anspruchsvolle industrielle Umgebungen konstruiert. Sie besitzen ein einheitliches Design und sind für zahlreiche Protokolle nutzbar – darunter Ethernet/IP, Profinet oder Sercos. Varianten in Cat6A mit Datenübertragungsraten bis 10GBit/s ermöglichen eine zukunftssichere Verkabelung jeder Applikation auch bei steigenden Datenraten. Und PoE-Varianten mit bis zu vier Aderpaaren – und damit bis zu 90W – ermöglichen die gleichzeitige Versorgung der angeschlossenen Geräte mit Energie. Die robust umspritzten Steckverbinder sind zum Marktstart in drei Abgangsrichtungen verfügbar: gerade sowie nach oben und nach unten gewinkelt. Im Jahresverlauf kommen zwei weitere Abgangsrichtungen hinzu: nach rechts und links gewinkelt. Alle Varianten sind innerhalb des RJ45-Standards für einen optimalen Halt innerhalb der Buchsen ausgelegt. Das Edelstahl-Schirmblech verhindert zudem zuverlässig Störeinflüsse aus allen Richtungen auf die Verbindung. Diese Störungen belasten jedoch nicht nur den Steckverbinder, sondern auch das Kabel. Die geschirmten Kabel aus dem Produktprogramm des Herstellers sind entsprechend um 360° an den Steckverbinder angeschlossen, um die EMV-Störfestigkeit zu verbessern. Das Programm besteht aus Kabeln für unterschiedliche Applikationsfelder – von flexiblen Einsatzgebieten bis zu dauerhaft bewegten Verkabelungen in Schleppketten und Robotern. Alle Varianten besitzen die essenziellen Zulassungen für den europäischen (CE), eurasischen (EAC) sowie in Kürze auch nordamerikanischen (UL1863) Markt. Damit steht auch einem weltweiten Einsatz der Patch-Kabel nichts im Weg.
Fazit
Industrielle Umgebungen stellen besondere Anforderungen an die verbauten Komponenten. Mit den neuen Patch-Kabeln RJ45 Industrial werden Daten auch in widrigen Umgebungen zuverlässig und in High-Speed übertragen. Die Möglichkeit der gleichzeitigen Energieversorgung verschlankt und vereinfacht die Verkabelung zusätzlich. Somit werden Ausfallzeiten und Fehler vermieden und damit die Kosten für den Gesamtprozess deutlich reduziert. Gleichzeitig ist die volle Flexibilität der steckbaren Verbindung gegeben, sodass auch die Zeit und damit die Kosten für Wartungsarbeiten oder den Austausch einzelner Geräte drastisch reduziert wird.
