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Der neue M12-Steckverbinder ermöglicht Vier-Paarigkeit und kann so das Feld der Ethernet-Steckverbinder aufmischen.
Die Paarweise Anordnung der Aderpaare mit X-Schirmung in Kammern ermöglicht Performance oberhalb der Kategorie 6A.
Der Stecker ist bereits fest in einer Guideline für Profinet verankert.
Nicht nur die Stecker machen einen Feldbus, sondern vor allem die Geräte.

Die IT betrachtete den M12 allerdings als aussterbende Produktgattung, unterstützte er doch die für die generische Verkabelung propagierte Vier-Paarigkeit nicht. Diese Vier-Paarigkeit forderte die Industrie lange Zeit bewusst nicht, da die Automatisierung als Insellösung noch gut mit Fast Ethernet auskam, das nur vier Kontakte benötigt. Zunehmend ist die Vernetzung in der Automatisierung aber in unternehmensweite Netzwerke eingebunden. Diese Einbindung geht nur mit Billigung der IT. Da ist eine Lösung ohne Vier-Paarigkeit undenkbar. Im Zuge dieser Konvergenz wurde dem M12 deshalb seit Jahren das Ende prophezeit. Momentan sieht es aber so aus als würde es doch ganz anders kommen.

Neues Denken

Der M12 als Ethernet-Schnittstelle wurde von Harting nicht – wie so oft – nur modifiziert, sondern erneuert. Entstanden ist ein neues Steckgesicht, die sogenannte x-Kodierung. Dieses Design schirmt die einzelnen Paare durch ein Schirmkreuz gegeneinander ab, was bestmögliche Werte mit Reserven ermöglicht. Durch das Kreuz wird auch die paarige Schirmung des Kabels im kompletten Steckverbinder beibehalten. Die x-Kodierung ist ein zukunftssicheres Design, um einen Übergang zur vier-paarigen Verkabelung in Cat 5 und Cat 6A zu ermöglichen. Damit ist der M12 universell für Fast- bis 10-Gigabit-Ethernet einsetzbar. Der M12 type x wurde international standardisiert und die Daten als PAS 61076-2-109 veröffentlicht. Zurzeit wird die PAS in eine IEC umgewandelt. Es haben bereits vier führende Hersteller eigene M12-type-x-Lösungen steckkompatibel realisiert.

Ohne Automatisierungsprofile geht in der Industrie gar nichts

Ein neuer Steckverbinder alleine bewegt in der industriellen Automatisierungstechnik allerdings gar nichts. In industriellen Applikationen sind einerseits die Interoperabilität unterschiedlicher Geräte, andererseits der schnelle Geräteanschluss bei Installation und Wartung gefordert. Diese Forderungen sind nur durch einheitliche Steckverbinder zu erreichen und erst wenn führende Automatisierungsprofile sich für eine Lösung entscheiden, entsteht ein breites Applikationsfeld. Diese Commitment liegt nun sowohl in Form einer international gültigen Norm als auch in Form einer Guideline für Profinet, einem der weltweit führenden Ethernet-Automatisierungsprofile, vor. In der Guideline ‚Profinet Cabling and Interconnection Technology‘ ist der M12 type x fest verankert und bildet mit neuen vier-paarigen Kabeln das Fundament eines Gesamtsystems zur Installation und Geräteintegration.

Geräteintegration ist das A und O

In industriellen Netzwerken hat das Endgerät eine herausragende Stellung. Dies beweist unter anderem schon die Tatsache, dass in der Automatisierung die Netzwerkfunktion oftmals in Endgeräten wie der SPS, dem Antrieb oder der I/O direkt integriert ist. Ein neues Steckverbinder-Konzept, das alleine den Installationsaspekt durch konfektionierbare Steckverbinder, Wanddurchführungen und Outlets abdeckt, greift hier zu kurz. Deshalb entscheidet sich die Akzeptanz eines neuen Steckverbinder-Konzepts am Endgerät. Dieses Wissen war für Harting der Ansporn, die Integration so einfach und damit so kostengünstig wie möglich zu realisieren. Das M12 Receptacle wurde so aufgebaut, dass ein Kontakteinsatz im Reflowprozess einfach auf der Leiterplatte verarbeitet werden kann. Die gehäuseseitige Verschraubung ist entkoppelt und wird erst im Montageprozess mit dem Kontakteinsatz zusammengeführt. Dabei sorgt eine gefederte Schirmkontaktierung für einen sicheren Übergang. Den unterschiedlichen Gerätebauformen wird durch eine gewinkelte und gerade Version Rechnung getragen. Erste Profinet-Geräte wurden bereits damit ausgerüstet.

Performance wird immer wichtiger

Auch in der Industrie wird der Einsatz von 1- und 10-Gigabit/s-Ethernet in vielen Bereichen ins Auge gefasst. In erster Linie ist die Bildverarbeitung als treibende Kraft zu nennen. Vision- und Scanner-Systeme überwachen häufig Fertigungen. Darüber hinaus werden von modernen Safety-Systemen immer höhere Bandbreiten gefordert. Oft werden hier acht-adrige Kabel (8-wire-Ethernet) zum Einsatz kommen. Ihr Aufbau ist grundsätzlich verschieden zu den bekannten vier-adrigen Kabelaufbauten. Ein Paarschirm und ein Gesamtschirm sind auffällige Merkmale der Kabelgeneration. Der Aufbau wird als PIMF-Design bezeichnet, dahinter verbirgt sich: Pair in metal foil. Harting bietet hier Profinet-konforme Lösungen für den rauen Industriealltag an; darüber hinaus werden ebenfalls Produkte für spezielle Märkte ins Portfolio aufgenommen.

Die Steckverbinder alleine machen noch kein Netzwerk

Der Steckverbinder ist oft das Symbol für ein bestimmtes Netzwerk. Damit der Anwender aber ein Netzwerk aufbauen kann, gehören weitere Komponenten wie das Kabel dazu. In Zukunft werden das vor allem acht-adrige Kabel sein. Allein vom Kabelaufbau kann ein existierender M12-Steckverbinder die Anforderungen aber nicht erfüllen. Hinzu kommen die hohen Anforderungen hinsichtlich Next, Fext, Insertion loss und Return loss um die Cat 6A. Aber auch alleine mit diesen passiven Komponenten entsteht noch kein Netzwerk. Intelligente Netzwerkkomponenten müssen ebenfalls hinzukommen. Erst wenn diese und andere aktive Geräte mit der neuen M12-Schnittstelle ausgerüstet sind, kann von einer durchgängigen Netzwerklösung gesprochen werden. Unter dem Dach der sogenannten ‚Smart Network Infrastructure‘ fasst Harting alle diese Bestandteile zu einer durchgängigen Lösung zusammen. Der kleine und vielfach unterschätzte M12-Steckverbinder, der abseits von den Kämpfen um die beste Steckverbinderlösung in IP67 einen Schritt nach vorne gemacht hat, kann so zum Fundament einer neuen Netzwerkinfrastruktur werden.

SPS/IPC/Drives 2011
Halle 10, Stand 140