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RJ45 abgelöst

15. Oktober 2020, 10:01 Uhr   |  Inka Krischke


Fortsetzung des Artikels von Teil 1 .

Flexibel und betriebssicher

Der Ethernet-Steckverbinder ‚ix Industrial‘ von Harting ist im Gerät mindestens 50 % kleiner als RJ45-Schnittstellen und somit nicht nur im ‚XTS‘ (eXtended Transport System) von Beckhoff ein wertvoller Beitrag zur Miniaturisierung.
© Harting

Der Ethernet-Steckverbinder ‚ix Industrial‘ von Harting ist im Gerät mindestens 50 % kleiner als RJ45-Schnittstellen und somit nicht nur im ‚XTS‘ (eXtended Transport System) von Beckhoff ein wertvoller Beitrag zur Miniaturisierung.

Auch die Betriebssicherheit wird positiv beeinflusst. In üblichen Transportsystemen findet ein Antrieb über Riemen, Ketten oder Bänder statt. Dabei sind oft lange Strecken von Transportmedien mechanisch miteinander verbunden. Das heißt, der Antrieb muss die Gesamtkraft für alle Fördereinrichtungen aufbringen, die sich aus den notwendigen Einzel­kräften aller Komponenten aufsummiert. Kommt es zu einer Störung, Kollision oder ähnlichem, wirkt die Gesamtkraft des ganzen Systems auf einer Stelle. Diese Kräfte können schnell zu schwerwiegenden Zerstörungen führen. Bei ‚XTS‘ wirkt hingegen immer nur die Einzelkraft eines Movers, die deutlich geringer ist. 

24 statt zwölf Ports

RJ45 abgelöst
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Bewegen sich die Mover auf der Strecke und folgen ihrem eingeplanten Bewegungsmuster – wie aufschließen, klemmen, lösen, bremsen et cetera –, muss stets ein Rechner die Schaltung und Bestromung der zuständigen Motormodule berechnen. Dafür lassen sich insgesamt drei Rechnerkarten kombinieren. Bis dato hatten diese je vier RJ45-Buchsen als Port. In der Regel wird pro Port eine Motormodullänge von 1,5 m angesteuert. Doch auch wenn sich Anforderungen der Anwender hinsichtlich der Größe und Komplexität der zu realisierenden Transportaufgaben zunehmend steigern, sollten die kompakten Maße der Einzelkomponenten beibehalten werden. Ergo bedarf es einer platzsparenderen Alternative. 
In der aktuellen XTS-Generation ist daher der Ethernet-Steckverbinder ‚ix In-dustrial‘ von Harting verbaut. Diese Schnittstelle ist im Gerät mindestens 50 % kleiner als RJ45-Schnittstellen, dabei robuster und mit einer stabilen metallischen Verriegelung ausgestattet. Die 5000 möglichen Steckzyklen sind im XTS-Projekt nicht relevant, verdeutlichen aber den robusten Aufbau der Schnittstelle. Die Powerübertragung via PoE/PoE+ ist ebenso sicher wie der durch mehrere THR-Schirmkontakte zuverlässige Halt auf der Leiterkarte. Die ix-Schnittstelle ist nach IEC 61076-3-124 genormt und damit ein offener Standard und keine spezialisierte Insellösung. 
Neben der Platzeinsparung pro Port und der Robustheit waren zudem eine zuverlässige Schirmung und hohe Datenübertragungsraten gefragt.

Das Schirm-Konzept

Jonas Diekmann ist Technischer Redakteur der Harting-Technologiegruppe in Espelkamp.
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Jonas Diekmann ist Technischer Redakteur der Harting-Technologiegruppe in Espelkamp.

Bei 1/10-Gbit/s-Ethernet-Schnittstellen ist es eine Herausforderung, das Übersprechen zwischen den einzelnen Datenpaaren in der kleinen Bauform mit sehr nah beieinanderliegenden Kontakten wirksam zu minimieren. Harting stellt dies durch eine zwischen den beiden Kontaktreihen versteckte Schirmung sicher, die das Übersprechen wirksam verhindert. Darüber hinaus besitzt der ‚ix Industrial‘ zehn Kontakte, von denen acht Daten übertragen und zwei auf der Leiterplatte mit dem Massepotenzial verbunden sind. Sie dienen als weitere Schirmung. Durch das Schirmblech und die geerdeten Kontakte ergibt sich in der Anordnung der signalführenden Kontakte eine ähnliche Anordnung wie bei einem x-codierten M12-Rundsteckverbinder. Jedes Adernpaar liegt gut gegen seine Nachbarn abgeschirmt in einem eigenen Kabel- beziehungsweise Steckverbinder-Quadranten. Diese Maßnahme schützt wirksam gegen Übersprechen und ermöglicht eine störungsfreie Datenübertragung.

Für das XTS-System werden pro ix-Industrial-Steckverbindung jeweils zwei 100-Mbit-Ethercat-Verbindungen realisiert. Insgesamt konnten so auf der gleichen Leiterkarte acht statt vier Ports verbaut werden und pro Port zwei statt ein Ethercat-Kanal gefahren werden. Auf drei Leiterkarten gerechnet ergibt das unterm Strich 24 Ports mit 48 Ethercat-Strängen statt ehemals zwölf! Das heißt, es lassen sich Fahrstrecken von bis zu 100 m realisieren.

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