Die notwendige Infrastruktur
Matthias Fritsche, Senior Specialist Ethernet bei Harting Electronics, freut sich über die Auszeichnung mit dem Industrie 4.0 Innovation Award 2020 (Quelle: Harting)
Voraussetzung für den großflächigen Einsatz und die erfolgreiche Vermarktung von SPE ist die durchgängige Kompatibilität von Geräten, Leitungen und Steckverbindern. Genormte und einheitliche Schnittstellen sind der Schlüssel für ein gemeinsames SPE-Ökosystem. Innerhalb dieses Ökosystem entwickeln Hersteller Sensoren, Aktoren, Steuerungen und Verbindungstechnik, mittels denen sich Anwender ihre passenden Automatisierungslösungen erstellen können.
Im Ergebnis der internationalen Normierungsauswahl haben sich zwei Steckgesichter durchgesetzt:
- Für die Gebäudeverkabelung das Steckgesicht nach IEC 63171-1: Es basiert auf dem Vorschlag der Firma CommScope und ist unter dem Synonym LC Style für M1I1C1E1- Umgebungen bekannt.
- Für die Industrie und industrienahe Anwendungen wird das Steckgesicht nach IEC 63171-6 empfohlen: Es basiert auf dem Vorschlag von Harting, ist speziell für den Einsatz in bis zu M3I3C3E3-Umgebungsbedingungen konzipiert und als Industrial Style bekannt.
Kernelement dieser neuen Harting-T1-Industrial-Steckverbinderfamilie ist ein immer einheitliches SPE-Steckgesicht, das für alle Varianten von IP20 bis zu IP65/67 verwendet wird. Harting hat sein SPE-Steckverbinderkonzept entsprechend ausgerichtet (heute bis 600 MHz) und kann sowohl 1 Gbit/s für kürzere Strecken als auch 10 Mbit/s für große Distanzen mit einem untereinander steckkompatiblen Steckgesicht realisieren. Dabei lassen sich dünne flexible Leitungen mit 2×AWG26 bis hin zu sehr dicken Leitungen mit 2×AWG22 verarbeiten. Die Harting-T1-Industrial-Steckverbinder haben ein 360°-Schirmkonzept, um Übersprechen wirksam zu unterdrücken. Die Schirmbleche sind aus Edelstahl, um rauen Industrieumgebungen zu widerstehen. Die Verriegelung der IP20-Version ist mittels eines Metallclips ausgeführt, um Langlebigkeit und Robustheit zu garantieren. Für die Typen in hoher Schutzart kommen, angepasst an unterschiedliche Anwendungsfälle, M8- und M12-Gehäusebauformen sowie Versionen mit Push-Pull-Verriegelung auf den Markt. Ergänzt wird die Produktfamilie um eine kleine Snapin- Baureihe, ähnlich wie sie heute auch für Sensorverkabelungen am Markt verfügbar ist. Damit werden bewährte und marktübliche Gehäusebauformen mit einem neuen Steckgesicht fit für SPE gemacht. Für die reine Übertragung wird üblicherweise ein differentielles Spannungssignal (±1 V) verwendet. Bei SPE ist jedoch auch die Fernspeisung (PoDL) zu berücksichtigen. Ähnlich wie bei PoE beträgt die maximale Nennspannung DC 48 V, woraus eine Speisespannung des Power Sourcing Equipment (PSE) von DC 60 V resultiert. Anders als bei PoE sind bei PoDL weitere typische Bordnetz-Spannungen definiert: DC 12 V und DC 24 V.
Die Auslegung des Nennstroms orientiert sich an der maximalen Einspeiseleistung von 63,3 W, was einer Versorgungsleistung am Powered Device (PD) von 50 W entspricht. Daraus resultiert bei der minimal zulässigen Speisespannung (48 V) ein Strom von 1,36 A. Um ein zukunftsfähiges Interface zu spezifizieren, wird für die SPE-Stecker wiederum ein Nennstrom von DC 4 A gewählt. Der Grund: Gemäß dem National Electric Code (NEC) für Nordamerika ist die maximale Leistung für NECClass- 2-Geräte auf 100 W begrenzt, analog zur maximalen Fernspeiseleistung bei PoE. Somit werden künftige PoDL-Erweiterungen auch unter 100 W bleiben – macht bei der üblichen 24-V-Versorgungsspannung gerundet 4 A Nennstrom.
Für die Zukunft sind weitere Varianten denkbar, die über die Bandbreite von 600 MHz weit hinausgehen, in den Frequenzbereich bis 3 GHz vorstoßen und für die neuen SPE-Standards bis 10 Gbit/s vorgesehen sind. Auf Basis dieses Steckgesichts bereitet Harting damit ein umfassendes Produktportfolio für die Industrie vor. Die Technologie wird in enger Abstimmung mit Kunden vorangetrieben.