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Einpaariges Ethernet – HARTING T1 Industrial

T1-Verbindungstechik macht Ethernet einfach und kostengünstig – von der Cloud bis zum kleinsten Sensor einsetzbar

Ein Adernpaar ist genug - Let's Twist!

Unser kleiner Gigant Tw1ster bringt Daten und Power mit einem Adernpaar an bisher unerreichte Orte und wirbelt bekannte Bussysteme durcheinander. HARTING setzt bei Single Pair Ethernet auf eine Allianz aus Forschung, Industrie und Standardisierung. Im Rahmen dieser Allianz haben sich internationale Standardisierungsgremien in einem mehrstufigen Auswahlprozess für ein SPE Steckgesicht der Technologiegruppe HARTING entschieden. Damit haben auch die Entwickler von neuen Geräten oder von Sensor/Aktor-Technik Planungssicherheit und können aktiv mit der Implementierung von SPE in die jeweilige Gerätetechnik beginnen.

Tw1ster hat mit einpaariger Ethernet Übertragung nicht nur Superhelden-Visionen im Gepäck, sondern jetzt auch eine verabschiedete Norm IEC 61076-3-125 im Rücken. Nach einem mehrstufigen Auswahlprozess hat sich das internationale Standardisierungsgremium IEC nun entschieden und den HARTING Vorschlag zum zukünftigen Single Pair Ethernet Steckgesicht für Industrieanwendungen gekürt. Wir gratulieren unserem Helden und sind auch zukünftig für Sie in der Standardisierung aktiv.

Ausgezeichnet! Tw1ster ist nun standardisiert nach IEC 61076-3-125

Die Entwicklung, hin zu immer kleineren und leistungsfähigeren Geräten kennt man aus der IT Welt. Doch auch in anderen Branchen hält dieser Trend Einzug. Trotz höherer Datenraten und der parallelen Übertragung von Leistung (Fernspeisung) müssen Verkabelungskomponenten kleiner und leichter werden. Die neue Single Pair Ethernet-Technologie SPE, auf Basis von Übertragungsstandards nach IEEE 802.3, wird gerade in neue Automobilgenerationen implementiert und ersetzt dort CAN und andere Bussysteme. Steuerungen, Kommunikation und Sicherheitsfunktionen laufen zukünftig einheitlich über Ethernet. Eine grundlegende Voraussetzung für vernetztes oder später auch autonomes Fahren.

SPE ermöglicht jetzt die Datenübertragung per Ethernet über nur eine Doppelader und auch eine gleichzeitige Spannungsversorgung von Endgeräten via PoDL – Power over Data Line. Bisher waren dafür zwei Doppeladern für Fast Ethernet (100MB) beziehungsweise vier Doppeladern für Gigabit Ethernet notwendig. Diese Vorteile möchte man auch in der Industrieautomatisierung nutzen. Hier erlaubt SPE die barrierefreie Anbindung von Geräten, Sensor-/Aktortechnik uvm. mittels durchgängiger IP-basierter Kommunikation bis in die Feldebene. Diese Ausrüstung von einfachen Sensoren oder  Kameras, Lese- und Identifizierungsgeräten und ähnlichem mit Ethernet-Schnittstellen unterstützt die Umsetzung von Integrated Industry und IIoT.

Einpaarige Kabel und Steckverbinder sparen Platz und auch Gewicht in der Anwendung

Hier liefert SPE den entscheidenden Unterschied zu Bussystemen oder Strominterfaces, wie sie heute noch in der Feldebene vorzufinden sind. So wird die Feldebene smart und reduziert damit den Aufwand bei Parametrierung, Initialisierung und Programmierung. Aufbau, Betrieb und Wartung von Anlagen werden effizienter und kostengünstiger. SPE in Maschinen, Robotern oder in der Bahntechnik trägt zusätzlich zu Gewichts- und Platzeinsparungen bei. Die gesamte Verkabelung wird einfacher und lässt sich zudem wesentlich schneller installieren.

Durchgängige Kompatibilität von Geräten, Kabeln und Steckverbindern

Voraussetzung für den großflächigen Einsatz und somit für die erfolgreiche Vermarktung der SPE Technologie ist die durchgängige Kompatibilität von Geräten, Kabeln und Steckverbindern. Das wird über die internationale Standardisierung sichergestellt (ISO/IEC und IEEE 802.3). Für die Verkabelung und die Auswahl normierter SPE Steckgesichter gab es Anfang 2018 einen über ISO/IEC international aufgesetzten Auswahlprozess, an dem sich über 20 nationale Expertengremien beteiligten. Im Ergebnis dieser Wahl haben sich zwei Steckgesichter durchgesetzt:

Mit SPE und einer miniaturisierten Schnittstelle eröffnet HARTING ganz neue Möglichkeiten in der Automatisierung
  • für die Gebäudeverkabelung das Steckgesicht nach IEC 63171-1:dieses Steckgesicht basiert auf dem Vorschlag der Firma CommScope und ist unter dem Synonym Variante 1 (LC style) für M1I1C1E1 Umgebungen bekannt
  • für die Industrie und industrienahe Anwendungen das Steckgesicht nach IEC 61076-3-125: dieses Steckgesicht basiert auf dem Vorschlag von HARTING, ist speziell für den Einsatz in bis zu M3I3C3E3 Umgebungsbedingungen konzipiert und als Variante 2 (industrial style) bekannt. Dieses SPE Steckverbinderkonzept kann sowohl 1GBit/s für kürzere Strecken als auch 10Mbit/s für die weiten Distanzen mit einem untereinander steckkompatiblen Steckgesicht realisieren.

MICE beschreibt Umgebungsbedingungen für Installationen und gibt Planern und Anwendern somit wertvolle Hinweise zur Spezifikation technischer Ausrüstungen und Verkabelungen. Dabei werden wesentliche Anforderungen zur mechanischen Robustheit (M), zum IPxx Grad (I), zu chemischer und klimatischer Widerstandsfähigkeit (C) und zur elektromagnetischen Sicherheit (E) beschrieben. M1I1C1E1  beschreibt eine Umgebung, wie sie z.B. in einem Bürogebäude vorzufinden ist und M3I3C3E3 eine recht extreme Umgebung, wie sie in der Industrie oder im Außenbereich vorkommen kann.

Für HARTING ist SPE ein Technologiethema und Start für viele Neuproduktentwicklungen.

Für den Anwender ist SPE aber nicht nur eine Chance, sondern auch eine Herausforderung. Ist die neue Technik so sicher, wie die bisherige Lösung? Kann SPE auch in der Prozessautomatisierung mit Leitungslängen von 1000m eingesetzt werden? Wieviel Leistung kann das Endgerät beanspruchen? Wann stehen SPE Verbinder und Kabel zur Verfügung und sind diese hinreichend standardisiert? HARTING nimmt diese Fragestellungen sehr ernst und hat sich entschieden, sie im Rahmen einer Technologiepartnerschaft zu beantworten.

Dabei hilft die Initiative des Bundesministerium für Wirtschaft und Energie mit dem Programm WIPANO –„Wissens und Technologietransfer durch Patente und Normen“. HARTING, die Hochschule Reutlingen und LEONI arbeiten im Verbundprojekt NG200 an drängenden Fragen rund um SPE und bringen die Ergebnisse gleichzeitig in die Internationale Standardisierung ein. Diese konnte vor kurzem mit der IEC 61076-3-125 für ein industrietaugliches einpaariges Steckgesicht einen wichtigen Schritt in Richtung gewichts- und platzsparender Verkabelung gehen.

Weiterhin wird in der IEC 61156-xx an den SPE Kabeln und im ISO/IEC JTC 1/SC 25/WG 3 sowie im IEC SC 65/JWG 10 an den dazugehörigen Verkabelungsnormen ISO/IEC 11801 und IEC 61918 mit Installationsrichtlinien und Grenzwerten für SPE gearbeitet. In einem weiteren Schritt wird innerhalb des Verbundprojekts der Frage nachgegangen, wo die technischen Grenzen von SPE Übertragungskanälen liegen. Der Anwender für SPE wird also ab 2019 nicht nur Produkte zur Verfügung haben, sondern auch gültige Standards sowie Richtlinien zu Installation und Test der Komponenten. Die HARTING Technologiepartnerschaft liefert den Kunden Hilfestellung bei der Implementierung von SPE und somit echte Wettbewerbsvorteile. Auf Basis dieses Steckgesichts bereitet HARTING ein umfassendes Produktportfolio für die Industrie vor.

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