Industriella Ethernet-lösningar
Ethernet är förstavalet för dataöverföringar inom industriella applikationer. Ta reda på mer om HARTING:s portfölj om industriellt Ethernet.
Ethernet är på väg att bli det universella kommunikationsprotokollet inom allt fler områden. Upptäck HARTING:s produktutbud för konnektivitet inom industriellt Ethernet och kablage.
Hoppa till serie
Komplett Ethernet-konnektivitet pdf-vägledning
Den här praktiska pdf-urvalsvägledningen ger dig en heltäckande överblick på HARTING:s enorma sortiment av produkter på den stora marknaden för konnektivitet inom industriellt Ethernet. (PDF | 10 MB | 36 sidor)
Fler lösningar och resurser
Learn from our product managers
Spotlight på tuffa miljöer: utmaningar för industriell Ethernet-anslutning
Industriella Ethernet-installationer används nästan överallt. Konnektiviteten måste säkerställa en säker och tillförlitlig överföring, även i de allra mest krävande industrimiljöerna. Joachim Finke och Heiko Meier kommer att ge en översikt över de specifika utmaningar som måste klaras av.
Högpresterande och innovativ ethernet PCB-anslutning
Miniatyriserad, kompakt & kraftfull! HARTING:s innovativa kretskortskonnektivitet möjliggör nya möjligheter inom enhetsdesign. Läs mer från Företagsgruppen HARTING Technology Produktchefer Nikolaj Ponomarjow, Marian Dümke och Maximilian Rohrer.
RJ Industrial® Ethernet-gränssnitt
RJ 45 för tuffa industriella miljöer: Vår nya RJ Industrial® är absolut robust och tillförlitlig och i 'Multifeature'-utförande med integrerade skärverktyg för snabb och enkel montering. Det gör att du kan spara upp till 25 % i tid då du installerar Ethernet-infrastrukturen.
Tillgänglig som: KABELANSLUTNING | KABELMONTERING | APPARATSIDA
ix Industrial® - miniatyriserat gränssnitt för industriellt Ethernet
Tack vare en 70 % mindre enhetssockel jämfört med den välkända RJ45 så innebär ix Industrial® det perfekta standardiserade gränssnittet för Gigabit Ethernet. I kombination med den utmärkta skärmningen, robustheten och enastående prestanda är ix Industrial® det perfekta valet för miniatyriserade enheter.
Tillgänglig som: KABELANSLUTNING | KABELMONTERING | APPARATSIDA
T1 Industrial – Single Pair Ethernet
Överföring av Ethernet via ett enda par kopparledare. SPE är den perfekta tekniken för att förbinda enheter i fält till Ethernet-nätverket. Single Pair Ethernet-tekniken är snabb, utrymmesbesparande, kostnadseffektiv och klar att implementera. När du utrustar enkla givare, kameror och liknande med Ethernet-gränssnitt gör det SPE till en drivande kraft inom t.ex. Integrerad Industri och IIoT.
Tillgänglig som: KABELANSLUTNING | KABELMONTERING | APPARATSIDA
preLink®
PreLink®-systemet är en snabb och enkel & kabeldragningslösning för alla ändamål inom industri, fastighetsautomation och IT. Det är också en lösning som går att använda lika bra för alla applikationer.
Tillgänglig som: KABELANSLUTNING | KABELMONTERING | APPARATSIDA
Cirkulärt kontaktdon M12 och M8
M8- och M12-gränssnitt kombinerar tre viktiga fördelar inom Industrial Ethernet-applikationer via det bekanta RJ-gränssnittet: en hög IP-skyddsnivå, väldigt låga utrymmesbehov och ett vibrationssäkert han/hon-kontaktsystem. Använt inom industriellt byggnadskablage, maskinkonstruktion, särskilt inom järnvägsapplikationer.
Tillgänglig som: KABELANSLUTNING | KABELMONTERING | APPARATSIDA
Industrial Ethernet-switchar
Han-Modular® - Marknadsstandarden för modulära industriella kontaktdon
Han-Modular®-serien är konstruerad för att kombinera kraft, data och signaler i ett kontaktdon. Det mångfasetterade systemet av kontaktinsatser, kontakter, ramar, kabelkåpor och chassihus samt tillbehör gör att alla individuella kundönskemål kan mötas. Kunden kan välja mellan över 100 olika modulinsatser för kontaktdon.
Dessa är lämpliga för olika överföringsmedia och omfattar olika termineringstekniker men också flera lösningar för dataöverföring (t.ex. Han-Quintax® (cat 5), Han Megabit Module (2 x cat 5) och Han Gigabit Module (cat 6a och cat 8.2)). Den patenterade Han-Modular® gångjärnsramen gör det möjligt att konfigurera alla moduler i de välkända Han® kåporna och höljena för alla typer av tuffa miljöer.
Han® 1A – kompakt, robust och mångsidig
För första gången erbjuder HARTING's Han® 1A en kompakt och prisvärd kontakt som kan användas för styrenheter, små drivenheter och kontrollskåp och som även kan installeras ute på fältet. Inom den här högkompakta och kostnadsoptimerade produktfamiljen tillhandahåller HARTING nu M12 D-kodade och M12 X-kodade kontaktinsatser för olika applikationsområden.
Han® 3A - Kompakt kontaktdon för tuffa miljöer
För styrka och mångsidighet: Han® 3A industriella kontaktdon används och är välkänt inom områdena maskinteknik, robotteknik, transport och energi. Du kommer hitta en version som passar oavsett dina användningsbehov i tuffa industrimiljöer. Han® 3 A RJ45 kontaktinsatser finns tillgängliga för olika Ethernet-överföringshastigheter för alla typer av applikationer.
Vad är Ethernet och Industriellt Ethernet?
Genom att använda Ethernet som ett universellt kommunikationsprotokoll manifesteras visionen för en enhetlig protokollstandard för kummunikation från molnet till varenda givare – och IIoT blir allt tydligare i konturerna.
Men vad är Ethernet, vad ligger bakom och vad är de speciella egenskaperna vid användningen av Ethernet inom industrin. Ta reda på mer om Ethernet i följande avsnitt.
Starten – från Hawaii till hela världen
I början av 1970-talet startade ALOHAnet, världens första radiodatanätverk, på Hawaiiöarna. 1970 letade Norman Abramson, professor vid University of Honolulu, efter en billig kommunikationslösning för universitetets olika anläggningar på närliggande öar.
Det första protokollet som skickade slumpmässiga datapaket över två frekvensband för att undvika kollisioner, var grunden till vad senare skulle bli Ethernet. Vid den tidpunkten var det inte många som kunde föreställa sig hur den här utvecklingen, kallad ALOHAnet, en dag skulle bilda grunden för kommunikation inom industriell industriproduktion. Idag går inte längre att föreställa sig industriell produktion utan det allestädes närvarande Ethernet. Kraven på dataöverföring inom automationsmiljöer ökar kontinuerligt och speglas kvantitativt i antalet installerade Ethernet-noder. Idag har Ethernet med dess varianter för Industriellt Ethernet blivit den mest spridda kommunikationsstandarden inom industrianläggningar – och trenden pekar fortsätter att peka uppåt. Det gör tillförlitligheten ännu viktigare på infrastrukturen för gränssnitt och kablage.
Ethernet blir till IIoT
IoT – Internet of Things – beskriver uppkopplingen av virtuella och faktiska fysiska objekt för att de ska interagera genom att använda information och kommunikationsteknik. Objekt i vår vardag får digitala förmågor och blir därmed faktiska fysiska objekt som även kan delta i digitala nätverk. Den här processen äger även rum vid industriella applikationer, där det kallas Industrial Internet of Things (IIoT).
Allt fler komponenter inom industrin blir smarta och intelligenta deltagare. Dock är de inte längre begränsade till de högre nivåerna i företagens interna nätverk som var fallet tidigare. Ethernetprotokoll har förbundits allt mer till molnsystem under de senaste åren samtidigt som något även börjar att hända på fältnivån. Här är Single Pair Ethernet (förkortat SPE) det nya fysiska lagret som täcker den sista kilometern för att föra Ethernet direkt till sensorerna.
Den utökade insamlingen, utvärderingen och användningen av data ställer krav på en allt kraftfullare infrastruktur. Samtidigt förväntas den här infrastrukturen ta upp mindre utrymme och använda mindre resurser. Här är nyckelordet effektivitet, då allt fler givare med deras ökade bandbreddskrav blir deltagare i nätverket. Nya maskinvaruteknologier behövs.
Automation och IT slås ihop till automation
Samtidigt fortsätter automationsmiljöer att sammankopplas med IT-världen som tidigare var i en separat sfär. Det som är pådrivande är att processa ökade datahastigheter från alla områden i företaget på ett praktiskt hanterbart sätt och att använda det i smarta algoritmer. Målet för automation har alltid varit att öka flexibiliteten och produktiviteten. Förbindningen av alla industriella maskiner med varann och IT gör att den data som kommer in från maskinerna kan visualiseras samtidigt som det möjliggör förutsägelser genom att använda smarta utvärderingar. Var behöver jag vrida min process? Var finns det gömd optimeringspotential?
IT-stödd datautvärdering öppnar upp helt nya möjligheter för optimering. Digitaliseringen till fältnivån innebär även helt nya företagsmodeller och -tjänster som inte gick att föreställa sig innan. Pay-per-part-modeller eller programvarubaserad aktivering av extrafunktioner i maskinparken är bara två exempel av många.
Ovanför och bortom detta kan anläggningsoperatörer hålla ett öga på sina processer i hela världen. För alla dessa utvecklingar är Ethernet-protokollet det förenande språket som möjliggör den här konvergensen. Det blir även tydligt hur viktigt det är att utföra den här sammanslagningen konsekvent i varje detalj. Ethernet från molnet till givaren – Det är hur du implementerar den faktiska IIoT. Utvecklingen bort från analoga system och fältbussar i riktning emot Ethernet-protokoll återkommer regelbundet i de årsvis publicerade studierna som ges ut av HMS Industrial Network. Dessa studier visar marknadsfördelningen av nya kommunikationsnoder i industriella nätverk. Då Ethernet-protokoll hade en total andel på 38 % 2016, för bara fem år sen, har den nu växt till 65 % 2021. Samtidigt har den totala andelen fältbussystem krympt till 30 %.
Trenden i riktning mot ett enhetligt protokoll för alla företagsområden fortsätter oförminskat. Men hur har det påverkat ditt val av infrastruktur och gränssnitt? Vilket kontaktdon passar för vilken applikation? När behövs en lösning på industrinivå? Vilka lösningar är perfekta idag men kan vara obsoleta imorgon?
Nyckelmediet – cuprum
Cuprum kommer från det grekiska ordet Cyprium och betyder ungefär "malm från den grekiska ön Cypern". Enligt traditionen var det här som malmen först utvanns och där den fick sitt namn. Då det är en utmärkt elektrisk ledare som finns att tillgå i tillräcklig mängd är det den givna standarden för överföring av strömmar av alla slag.
Det gäller även för datakablar i Ethernet-nätverk. Genom decennierna har nya standarder för överföringshastigheter valts som tidigare ansågs vara omöjliga att uppnå. Smart tvinning av ledarpar och effektiva skärmningskoncept möjliggör idag överföringshastigheter på upp till 40 Gbit/s vilket motsvarar standarden kat.8.1/8.2. Vad du hittar här är fyra par flertrådiga kopparledare som ihop blir totalt åtta ledare som överför data. Det delar upp dataflödet i flera vägar. Ovan nämna flertrådiga och skärmade ledare möjliggör höga frekvenser, dock är eller var de frekvenser som är möjliga idag slut. Den senaste utvecklingen i single-pair Ethernet bryter ny mark på det här området, mer om det senare.
Alternativt kommunikationsmedium
Det har ofta sagts att koppar som kommunikationsmedium kommer bytas ut av alternativa överföringstyper i en nära framtid. Men tappar koppar verkligen positionen eller blir den snarare grunden för alla IIoT-planer? Elektrisk överföring är den gemensamma faktorn för alla kopparbaserade lösningar. Det ger de fysikaliska gränserna för de frekvenser som går att använda och överföringsavståndet. 1/10/25/40 Gbit/s över 100 meter är den kända gränsen för Ethernet via en kopparkabel.
För att runda den här begränsningen och samtidigt beakta såväl överföringshastigheter och överföringslängder, och även ansluta mobila system till Ethernet, så används fiberoptiska ledare idag i lika stor utsträckning som trådlösa radiosystem. Sedan ett antal år har fiberoptik och WLAN ansetts vara det framtida kommunikationsmediet som kommer att köra om den vanliga kabeln. Men är det verkligen så?
Det ska erkännas: Med fiberoptiska kablar kan höga datahastigheter överföras över distanser på många kilometer utan någon komplex skärmning för att kontrollera EMC. WLAN kombinerar gigabit-överföring med en mobilitet oberoende av ett fast kablage. Om jag redan har installerat en WLAN anslutningspunkt går det snabbt att ansluta nya enheter trådlöst. Tills dess är det dock dyrt att installera anslutningspunkten och den måste även ha en kabelförbindning. Tyvärr måste användaren acceptera några avgörande nackdelar då dessa tekniker används. Fiberoptik måste förbindas under väldigt rena förhållanden för att undvika signaldämpning p.g.a. kontaminering. På samma sätt kan inga leveransspänningar överföras utöver data. En enhet behöver fortfarande vanliga kopparkablar för kraftförsörjningen.
Samma gäller WLAN-enheter. Mobila lösningar beror ofta på laddbara batterier elelr en kraftförsörjning som är förbunden med kopparkabel, vilket i slutändan förhindrar mobilitetsfördelen. Ett ytterligare problem är den miljöpåverkan som laddbara batterier innebär, vilket kommer alltmer i fokus idag. Dessutom måste ett antal ytterligare aspekter tas i beaktande: Realtidsöverföringen är inte säkerställd och datahastigheten kan bli lägre beroende på placeringen och antalet mottagare. Hur säker är min data då den skickas trådlöst och hur hög är strålningsexponeringen i känsliga utrymmen? Det är spörsmål som du tryggt kan glömma med den vanliga kopparkabeln. Ethernet över fyra eller åtta ledare innebär upp till 100 Watt kraftförsörjning till enheten via Power over Ethernet (PoE) och i många fall gör det inte behövs en ytterligare kraftförsörjning. Då applikationen tillåter det är alltid en lösning med en individuell kabel att föredra. Det här funktionen visar sig från sin rätta sida särskilt i trånga förhållanden på fältnivå. Under utvecklingen av IIoT placeras allt fler smarta givare och andra deltagare i maskiner vilket innebär ett behov av platsbesparande data- och kraftförsörjning. En ny utveckling i
TRE STEG TILL RÄTT ETHERNET-GRÄNSSNITT
1. VILKEN HASTIGHET KRÄVS?
Vilken datahastighet krävs av applikationen. Är Fast Ethernet tillräckligt eller behövs Gigabit Ethernet? Det gör det nödvändigt att konstruera förbindningsteknik och kablage antingen i två par för Fast Ethernet (upp till 100 Mbit/s) eller i fyra par för Gigabit Ethernet.
EXEMPEL:
Kompakt visionsensor med PROFINET-överensstämmelse
Dessa optiska givare ger högupplösta bilder och därför måste datagränssnittet konstrueras för Gigabit Ethernet. Robusthet och litet installationsutrymme är andra krav. Gränssnittet ix Industrial® är lämpligt för enkla IP20-applikationer eller M12 X-kodat som ett vatten- och dammtätt IP65/67-gränssnitt. Båda gränssnitt är även PROFINET-överensstämmande.
2. VILKA ÄR MILJÖKRAVEN?
Vilken miljö ska applikationen ska användas i? Miljökraven nedan är relevanta för valet av konstruktion och dessa krav bör beaktas:
- Skyddsgrad (IP20 eller IP65/67)
- Temperaturområde
- Vibrations- och stöttålighet
- Klimatbeständighet och eventuellt även kemisk beständighet
EXEMPEL:
Datagränssnitt för robotar inom biltillverkning
Väldigt robusta och enkelt utbytbara gränssnitt krävs i den här miljön då kablagepaket slits ut under livslängden p.g.a. kontinuerlig böj- och vridbelastning som kommer av robotarnas snabba rörelser. Han® PushPull variant 14 i metallutförande är perfekt för detta. Tackv vare PushPull låsmekanismen kan kablagepaketen bytas ut snabbt vilket minimerar stilleståndstider. Dessutom finns konstruktionen att tillgå med RJ45 eller optiska databehållare samt med signaler och kraft. Det gör den till det perfekta gränssnittet för livlinorna data, kraft & signaler. Dessutom är gränssnittet överensstämmande med AIDA och PROFINET.
3. VAD ÄR ANSÖKAN?
Vilka applikationer kommer enheten användas med? Finns det specifikationer från användarorganisationer som PNO för PROFINET, ODVA för Ethernet/IP, ETG för EtherCAT, VNO för Varan, för att nämna några? Dessa beaktanden innebär ofta att valet blir ett standardiserat Ethernet-gränssnitt. Även den tillgängliga storleken på enheten och det tillgängliga installationsutrymmet i applikationen spelar roll.
EXEMPEL:
Maskin- och anläggningsteknikInom detta område ärde extremt robusta Han®-kontakterna måttet på allt och oavsett om det är somHan® 3A,Han-Modular® eller i andra utföranden somHan® F B för livsmedels- och dryckesindustrin, finns det RJ45- eller M12 D- eller X-kodade utföranden tillgängliga som också kan användas för olika Industrial Ethernet-protokoll.