High-End-Datensteckverbinder für vernetzte Produktionsumgebungen

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  • Durch den besonderen Aufbau und die spezielle Kontur des Gigabit-Moduls lassen sich hohe Datenraten mit höchster Betriebssicherheit übertragen. Bid: Ilme

In heutigen Produktionen müssen die Komponenten untereinander in Echtzeit kommunizieren können. Nur so ist es möglich, individuelle Produkte in Losgröße 1 zu fertigen. Die Datenmengen, die dabei entstehen, sind enorm und müssen durch ein leistungsfähiges Datennetzwerk
immer und überall zur Verfügung stehen.

Um ein Datennetzwerk im Sinne von Industrie 4.0 aufzubauen braucht es unter anderem High-End-Steckverbinder. Hierfür bietet Ilme ein Gigabit-Modul für das modulare Steckverbindersystem Mixo an. Mit dem Modul können all diese Schnittstellen hergestellt werden, die eine hohe Datenrate verlangen. Möglich macht dies der spezielle Aufbau des Steckverbinders. In ihm sitzen acht Pole zum Anschluss von vier Twisted-Pairs in einer Anordnung, die dem Aufbau von Ethernet-Leitungen nachempfunden wurde. Durch diese Kontur und die zusätzliche Abschirmung zwischen den jeweiligen Leitungspaaren zählt das Gigabit-Modul im Vergleich zu einem typischen 8-poligen RJ45-Steckverbinder zu den High-End-Datensteckverbindern und erfüllt die Cat. 6 A. Hierdurch sind Taktfrequenzen von bis zu 4 x 500 MHz und Leitungslängen von bis zu 100 m, die das 10GBase-T-Gigabit-Ethernet erfordert, möglich. Da all dies auch die Anforderungen des Profinet-Standards erfüllt, lässt sich das Modul in ein bestehendes Profinet-Netzwerk integrieren oder auch ein neues Industrial-Ethernet-Netzwerk realisieren.
Auch an das Thema Sicherheit wurde gedacht. Sensible Applikationen, die eine absolute Betriebssicherheit des Steckverbinders voraussetzen, passen zum Gigabit-Modul. Der Modulareinsatz besteht aus mehreren Einzelteilen, die alle aus Zinkdruckguss gefertigt sind. Zusammen mit den separaten Leitungsschellen für verschiedene Klemmbereiche von 5 bis 12 mm, wodurch sich dieser Steckverbinder für fast alle Ethernet-Leitungen eignet, bietet das Gigabit-Modul eine 360°-Abschirmung und somit hohe EMV-Sicherheit und sehr gute Schirmdämpfungswerte. Die Schirmanbindung jedes Mixo-Gigabit-Moduls ist dabei vom Schutzleiterpotential und benachbarten Modulen getrennt. Dadurch wird vermieden, dass sich verschiedene Potentiale vermischen, die Funktionserdung bleibt konsequent von der Schutzerdung getrennt und die Betriebssicherheit wird nochmals erhöht.

Lebensdauer des Steckverbinders

Das Gigabit-Modul kann auch unter widrigen Umgebungen für einen langen Zeitraum und über viele Steckzyklen eingesetzt werden.

Die Crimpkontakte der Ilme-Crimpkontaktserie CI, aus dem vollen Material gedreht und mit einer 0,5 µm starken Vergoldung veredelt, machen dies möglich. Absolute Vibrationsbeständigkeit, da die Kupferleiter kaltverschweißt mit dem Crimpkontakt verbunden werden, zeichnen die Crimpanschlusstechnik aus. Somit gehören abgerissene Leiter der Vergangenheit an. Die Crimpkontakte gibt es in drei verschiedenen Größen, von 0,08 bis 0,52 mm² bzw. AWG 28 bis 20.
Netzwerke mit vielen teils weit voneinander entfernten Teilnehmern, wie es beispielsweise bei räumlich getrennten Anlagenteilen der Fall ist, fordern eine leistungsintensive Datenübertragung, um eine Kommunikation auch über weite Distanzen sicherzustellen. Auch zeichnet sich das Gigabit-Modul aus durch seine hohen elektrischen Kenndaten von 5 A Bemessungsstrom, 50 V Bemessungsspannung und 0,8 kV Bemessungsstoßspannung im Verschmutzungsgrad 3 (industrielles Umfeld). Verglichen mit Standards wie USB 2.0 mit maximal 0,5 A und 5 V, USB 3.0 mit maximal 0,9 A und 5 V sowie RJ45 mit maximal 1 A und 50 V weist das Gigabit-Modul eine fünf- bis zehnfach so hohe Stromübertragung auf. Gerade hierdurch ist die Zukunftssicherheit gewährleistet, denn PoE+ ist für diesen Steckverbinder keine Herausforderung.

Mehrere Steckverbinder für eine höhere Bandbreite

Fordert die Applikation höhere Bandbreiten als ein einzelnes Gigabit-Modul liefern kann oder ist der Platz in der Anlage begrenzt und es müssen mehrere Steckverbinder in einem Gehäuse vereint werden, so lässt sich das Modul mehrfach oder mit anderen Modulen in dem modularen Steckverbindersystem Mixo verwenden. Durch die Baugröße von nur einer Moduleinheit können bis zu sechs Gigabit Module side-to-side in einen Halterahmen für die Gehäusebaugröße 104.27 bzw. B 24 integriert werden.
Das modulare Baukastensystem Mixo bietet mit seinen mehr als 80 Buchsen- und dazugehörigen Stiftmodulen zahlreiche verschiedene Kombinationsmöglichkeiten von Leistung, Signalen, Daten und sogar Druckluft in einem Steckverbinder und ist damit mit Sicherheit immer genau passend für die jeweilige Anwendung.

Aus der Praxis

In der Factory Automation werden bereits seit vielen Jahren modulare Mixo-Steckverbinder mit Datenmodulen eingesetzt. So stellen sie sicher, dass die einzelnen Anlagenteile miteinander kommunizieren können und so der Produktionsablauf zeitlich koordiniert wird. Wenn zum Beispiel die Lackieranlage einer Automobilfertigung ausfällt, bleibt nicht die ganze Linie stehen. Vielmehr schalten die anderen Anlagenteile einen Gang zurück, um den kurzzeitigen Ausfall der Lackieranlage zu kompensieren.
Auch im Bahnsegment ist die zuverlässige Datenübertragung nicht mehr wegzudenken. Moderne Kommunikationssysteme im Schienennetzwerk, aber auch an und in den Zügen, stellen sicher, dass alle Fahrgäste einen einwandfreien Wi-Fi-Hotspot nutzen können, und dass es bei dem dichter werdenden Verkehr im Schienennetzwerk zu keinen Störungen oder Unfällen kommt. Hier nutzte man bereits in den vergangenen Jahren mehr und mehr die Datenmodulen aus dem Hause Ilme, die wachsenden Datenmengen und die hohe Betriebssicherheit fordern bereits jetzt das Gigabit Modul.

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