Steckverbinder für Datenübertragung im IIoT

Mehr Vielfalt

IIoT und Industrie 4.0 stehen für die Digitalisierung aller Prozesse innerhalb der industriellen Wertschöpfungskette. Damit diese Digitalisierung gelingt, benötigt es entsprechende Datenschnittstellen an den intelligenten Geräten. Je nach Anwendung werden für die Datenübertragung unterschiedliche Steckverbinder benötigt.
 Intuitive Filter- und Suchfunktionen und umfangreiche technische Daten und Downloads wie Zeichnungen und 3D-Modelle bieten passenden Support beim Gerätedesign.
Intuitive Filter- und Suchfunktionen und umfangreiche technische Daten und Downloads wie Zeichnungen und 3D-Modelle bieten passenden Support beim Gerätedesign. Bild: Phoenix Contact Deutschland GmbH

Die nächste Phase der industriellen Transformation basiert auf smarter Nutzung von Daten, Automatisierung, Vernetzung, künstlicher Intelligenz und anderen Technologien und Fähigkeiten. Intelligente Sensoren können in Fertigungsmaschinen integriert werden und mit den gesammelten Daten können Industrieunternehmen ihre Effizienz und Produktivität steigern.

Damit all diese intelligenten Sensoren miteinander kommunizieren können, benötigen sie und alle anderen Netzwerkteilnehmer Datenschnittstellen. Nahezu alle modernen Geräte in industriellen Netzwerken und Maschinen verfügen über eine Datenschnittstelle – in ganz unterschiedlicher Form.

 Moderne Industrie-PCs verfügen über eine Vielzahl an unterschiedlichen Datenschnittstellen für die Ethernet-Übertragung, die Konfiguration oder die Anbindung von Audio- und Videogeräten.
Moderne Industrie-PCs verfügen über eine Vielzahl an unterschiedlichen Datenschnittstellen für die Ethernet-Übertragung, die Konfiguration oder die Anbindung von Audio- und Videogeräten.Bild: Phoenix Contact Deutschland GmbH

RJ45 als Standard für Ethernet

In der industriellen Kommunikation wächst der Anteil Ethernet-basierter Kommunikationssysteme, die Feldbusse ablösen, rasant. Laut einer Studie von HMS Networks lag der Marktanteil von Industrial-Ethernet-Systemen 2021 bei 65 Prozent – mit einem jährlichen Wachstum von 8 Prozent. Mit der Anzahl an Kommunikationsteilnehmern wächst auch die Anzahl notwendiger Datenschnittstellen. Die Nachfrage nach industrietauglichen RJ45-Steckverbindern ist daher sehr hoch. Für diese Anwendungsgebiete hat Phoenix Contact ein robustes, abgestimmtes Design für Kabel- und Gerätesteckverbinder entwickelt. Das Design der Serie RJ45 Industrial sorgt für eine höhere Zuverlässigkeit als bisherige Standardschnittstellen. Um eine gute Andruckkraft und Kontaktüberdeckung zwischen Stecker- und Buchsenkontakten zu erzielen, haben die Produktentwickler die Stecktiefe des Steckverbinders neu auf die Federkontakte der Buchse abgestimmt. Das Ergebnis: eine höhere Kontaktnormalkraft und bessere mechanische Stabilität im gesteckten Zustand sowie – daraus resultierend – eine höhere Toleranz gegenüber einwirkenden Belastungen wie Vibrationen oder Zugkräften. Zusätzliche Stabilität bieten zwei Andruckfedern des Kabelsteckverbinders. Diese befinden sich auf der Oberseite des Steckverbinders neben dem Rasthaken und verbessern den Anpressdruck im gesteckten Zustand. Dies minimiert nochmals zusätzlich die Toleranzunterschiede zwischen Steckverbinder und Buchse, die bei einer hohen mechanischen Belastung zu Kontaktunterbrechungen führen können.

Ein Zukunftsthema, das heiß diskutiert wird, ist Single Pair Ethernet (SPE). Phoenix Contact bietet kompakte Geräte- und Kabelsteckverbinder für das einpaarige Ethernet – standardisiert nach der IEC63171-2 (IP20) und IEC63171-5 (M8 und M12). Die normierten SPE-Schnittstellen eignen sich gut für die effiziente Datenübertragung in der Fabrik- und Prozessautomatisierung. So bildet die anwendungsgerecht reduzierte Verkabelung die Basis für die zukunftssichere Ethernet-Kommunikation vom Feld bis in die Cloud. Das Portfolio umfasst vorkonfektionierte Leitungen in IP20 und M8-Bauform, sowie Anschlüsse in unterschiedlicher Bauform für die direkte Leiterplattenmontage. Auch hier erweitert Phoenix Contact sein Portfolio an SPE-Steckverbindern um feldkonfektionierbare Steckverbinder mit IDC-Anschlusstechnik und neue Bulkheads als Wanddurchführung im Schaltschrank (von IP20 auf M8).

 Moderne Datensteckverbinder für alle Geräteschnittstellen bilden die Basis für eine zuverlässige IIoT-Kommunikation.
Moderne Datensteckverbinder für alle Geräteschnittstellen bilden die Basis für eine zuverlässige IIoT-Kommunikation. Bild: Phoenix Contact Deutschland GmbH

Feldbusse, USB, Koax und Licht

Ein knappes Drittel machen laut der HMS-Studie von 2021 noch immer die Feldbusse aus. Für diese Anwendungen ist der D-Sub-Steckverbinder in unterschiedlichen Ausführungen als Standard etabliert. Auch hier bietet Phoenix Contact ein umfangreiches Portfolio an unterschiedlichen Polzahlen, hybriden Varianten und D-Sub-Steckverbinder in den Ausführungen IP20 und IP6x. Für die Kommunikation im Servicefall oder zur Parametrierung und Diagnose findet man an den Geräten häufig eine USB-Schnittstelle. Auch hier hat sich das Steckgesicht aus der Büroumgebung in den industriellen Anwendungsbereichen durchgesetzt. Phoenix Contact bietet für Geräte mit USB Typ A und Typ C sowohl passende Einbaubuchsen als auch vorkonfektionierte Kabel an. Ebenso ein HDMI-Portfolio für die zuverlässige Übertragung von Audio- und Videodaten.

Nicht nur am TV, sondern auch bei vielen industriellen Geräten wie z.B. Routern oder Ladereglern findet man häufig eine Funkschnittstelle mit Koaxialstecker. Die neuen Produkte von Phoenix Contact für die koaxiale Verkabelung sind für die Übertragung von WLAN, Bluetooth, LTE oder 5G-Signalen geeignet und zudem sehr zukunftssicher, denn die verwendeten Komponenten sind komplett bleifrei. Neben all diesen kupferbasierten Datensteckern kommen für größere Strecken oder bei sehr hohen Datenraten auch Lichtwellenleiter zum Einsatz. Beispielsweise verfügen Medienkonverter oder Switche über einen LWL-Transceiver. Mit der Produktserie, die sowohl Transceiver, Cages als auch passende Leiterplatten-Anschlusstechnik umfasst, lässt sich eine zukunftssichere Datenübertragung über Lichtwellenleiter realisieren. Phoenix Contact komplettiert damit sein Produktportfolio im Bereich der LWL-basierten Verbindungstechnik, welches sowohl Verteilerfelder, Patchkabel als auch feldkonfektionierbare Steckverbinder umfasst.

 Belastungstests und Laborprüfungen sorgen für eine hohe Qualität von Steckverbindern und ermöglichen eine zuverlässige und langlebige Datenkommunikation.
Belastungstests und Laborprüfungen sorgen für eine hohe Qualität von Steckverbindern und ermöglichen eine zuverlässige und langlebige Datenkommunikation. Bild: Phoenix Contact Deutschland GmbH

Fazit

Die Welt wird immer vernetzter und braucht intelligentere Geräte mit ganz unterschiedlichen Datenschnittstellen. Phoenix Contact erweitert sein Portfolio an Datensteckverbindern auf ganzer Linie und bedient dadurch Zukunftsthemen wie SPE, aber auch ganz aktuelle Marktbedürfnisse: automatisierte Verarbeitung in der Produktion, Servicefreundlichkeit durch leichte Feldkonfektion, die Verwendung von bleifreien Komponenten und den Trend zu immer höheren Datenraten.

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