Verbindungstechnik Verbindungstechnik als Effizienztreiber für Smart Factory

Autor / Redakteur: Ralf Moebus und Lucas Kehl * / Kristin Rinortner

Die Vision „Industrie 4.0“ bietet Möglichkeiten, die Fertigung effizienter zu gestalten. Auch Hersteller von Verbindungstechnik entwickeln Lösungen, die Effizienzsprünge möglich machen.

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Smart Factory: In der intelligenten Fabrik sollen Maschinen und Teile zunehmend über das Netzwerk miteinander kommunizieren.
Smart Factory: In der intelligenten Fabrik sollen Maschinen und Teile zunehmend über das Netzwerk miteinander kommunizieren.
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Die Automatisierung industrieller Prozesse schreitet weiter voran und macht die Abläufe in der Fertigung immer effizienter. Dabei ist ein Trend zur Dezentralisierung sowie zur Verschmelzung vormals getrennter Aufgabenbereiche zu beobachten. Dieser Trend ist auch das Ergebnis der Entwicklungsarbeit von Komponentenherstellern und bietet den Anwendern einige Vorteile.

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Ein Paradebeispiel für die Dezentralisierung in der Fabrik ist die Vision „Industrie 4.0“, die maximale Flexibilität und wirtschaftliche Fertigung bei Losgröße 1 anstrebt. Diese Vision kann nur Wirklichkeit werden, wenn Fabriken intelligent werden, wenn Maschinen und Teile zunehmend unabhängig agieren können und dabei über das Netzwerk miteinander kommunizieren.

In diesem Zusammenhang verändern kommunikationsfähige Sensoren und Aktoren nun die klassische Automatisierungspyramide: Die einzelnen Ebenen sind nicht mehr klar voneinander getrennt, sondern durch Ethernet vertikal integriert.

Die Revolution in der Automatisierungspyramide

Die Sensor/Aktor-Ebene verschmilzt dabei zunehmend mit der Steuerungsebene. Noch vor einigen Jahren war die Integration von Ethernet direkt in Sensoren und Aktoren nicht wirtschaftlich. Heute erlauben jedoch gesunkene Preise bei gleichzeitig höherer Leistung bei Mikrocontrollern den Bau dieser Komponenten mit direktem Netzwerkanschluss – und damit die Dezentralisierung zahlreicher Prozesse.

Dadurch verändert sich aber auch die Verkabelung eines solchen intelligenten Antriebs, in dem auch die Leistungselektronik integriert ist: Eine Netzwerkleitung endet nun nicht mehr im Schaltschrank am Umrichter des Motors, sondern wird direkt bis zum Motor selbst geführt. Daraus ergeben sich Anforderungen an die Netzwerk-Verbindungstechnik, die deutlich über diejenigen aus dem bisherigen Haupteinsatzfeld im Office-Bereich hinausgehen. Vor allem sind feldtaugliche Ethernetkabel und robuste Steckverbinder gefragt, welche den speziellen Umweltanforderungen gewachsen sind.

Ein Anschlusssystem für die „Industrie 4.0“

Die Stuttgarter Lapp Gruppe hat sich zum Ziel gesetzt, ihre Kunden auf dem Weg in die intelligente Fabrik von morgen zu begleiten. So entwickelte sie als einer der ersten Anbieter eine hochflexible Ethernetleitung für den Einsatz in Energieführungsketten sowie mit Torsionsfähigkeit, die eine Datenübertragung mit bis zu 10 GBit/s erlaubt – die ETHERLINE FD Cat. 6A und ETHERLINE TORSION Cat. 6A.

Die größte Herausforderung bei der Entwicklung eines Ethernetkabels für die Sensor/Aktor-Ebene lag im Bereich der Schirmung. Die Ingenieure mussten eine Lösung für die Abschirmung der einzelnen Aderpärchen sowie für die Gesamtschirmung finden, die der besonderen Belastung bei dauerbewegtem Einsatz in einer industriellen Umgebung standhält.

Der X-codierte Stecker EPIC Data M12 komplettiert das Anschlusssystem für die Sensor/Aktor-Ebene. Auch er ist für Datenraten bis zu 10 GBit/s qualifiziert und besonders für den Einsatz im industriellen Umfeld geeignet.

Hohe Schutzklasse für die Sensoren und Aktoren im Feld

Die X-Codierung und das Metallgehäuse stellen die bestmögliche Schirmung dar, sodass keine Beeinflussung auf die Datenübertragung stattfinden kann. Sensoren und Aktoren können mit diesem kompakten Stecker direkt im Feld mit einer hohen Schutzklasse angeschlossen werden, dabei ist kein Spezialwerkzeug notwendig.

Doch auch rein dezentrale Antriebslösungen haben technische und wirtschaftliche Grenzen und werden nicht für jede Anforderung die perfekte Lösung sein. Gerade bei komplexen Bewegungen mit mehr als vier synchronen Achsen oder aber umfangreichen Steuerungsaufgaben wird die klassische zentrale Lösung weiterhin das beste Paket bieten.

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