Steckverbinder und Flansche mit unterschiedlichen Codierungen für die Signalübertragung (links), Datenübertragung (Mitte) und Leistungsübertragung (rechts).

Steckverbinder und Flansche mit unterschiedlichen Codierungen für die Signalübertragung (links), Datenübertragung (Mitte) und Leistungsübertragung (rechts). (Quelle: Escha)

Über die letzten Jahre hat sich der klassische M12-Rundsteckverbinder zum Standard für viele Applikationen im Bereich der Automatisierungsindustrie entwickelt. Von der Signal- über die Daten- bis hin zur Leistungsübertragung ist mittlerweile alles über M12-Steckverbinder möglich. Für unterschiedliche Anwendungsbereiche existieren verschiedene Codierungen. Welche Codierungen es für Stecker und Buchse gibt und in welchen Anwendungsbereichen diese eingesetzt werden, erläutert dieser Artikel.

Warum der M12-Rundsteckverbinder so vielfältig ist

Die hohe Varianz des M12-Rundsteckverbinders spiegelt sich auch in der Anzahl der Codierungen wider, in denen es diese – vor allem in der Automatisierungsindustrie weit verbreitete – Steckverbinder-Bauform gibt. Im Grunde haben die Codierungen einen ganz praktischen Hintergrund: Sie bieten Verstecksicherheit und sorgen dafür, dass nicht zufällig ein Steckverbinder in einer Applikation eingesetzt wird, für die er sich nicht eignet. So wäre es beispielsweise gefährlich, wenn sich ein Steckverbinder für die M12-Leistungsversorgung auf einen M12-Sensoranschluss stecken lassen würde. Der Anschlusstechnikspezialist Escha bietet zurzeit M12-Rundsteckverbinder mit acht mechanischen Codierungen (A, B, D, X, S, T, K oder L-Codierung) an, die den Normen (DIN EN 61076-2-x) der jeweiligen Einsatzbereiche entsprechen.

Unterschiedliche M12-Codierungen in der Übersicht (oben Buchse, unten Stecker): A, B, D, S, T, K, L, X (von links nach rechts).
Unterschiedliche M12-Codierungen in der Übersicht (oben Buchse, unten Stecker): A, B, D, S, T, K, L, X (von links nach rechts). (Quelle: Escha)

A-Codierung: M12-Steckverbinder in Sensor-/Aktor-Applikationen

Im Bereich der Sensor-/Aktor-Applikationen werden hauptsächlich digitale Signale per Kabel übertragen. Die wichtigste Codierung für den Steckverbinder in diesem Anwendungsbereich ist die A-Codierung. Hierbei handelt es sich sozusagen um die Ursprungscodierung des M12-Rundsteckverbinders.

Dementsprechend variantenreich ist auch das Angebot an Steckverbindern mit dieser Codierung. Durch unterschiedliche Poligkeiten (3-, 4-, 5-, 8- und 12-polig) (können Sie kurz noch etwas dazu sagen? Wozu die verschiedene Polzahl? Wo liegen dann die Einsatzgebiete), Leitungsqualitäten (PVC, PUR, TPE und PTFE) und Kunststoffumspritzungen der Griffkörper hat Escha nicht nur für die klassischen Einsatzbereiche im Maschinen- und Anlagenbau, sondern auch für Applikationen in der Robotertechnik, der Lebensmittelindustrie, der Automobilproduktion, in Windkraftanlagen oder Hochtemperaturbereichen eine passende Lösung.

B-Codierung für Profibus-Applikationen

M12-Rundsteckverbinder mit B-Codierung werden in Profibus-Applikationen eingesetzt. Die Standardisierung dieses Feldbusanschlusses nimmt die Profibus-Nutzerorganisation (PNO) vor. Auch hier hilft die Codierung, die äußerst wichtige Verstecksicherheit zu gewährleisten. Denn insbesondere in Profibus-Applikationen kann es durch ein Verstecken der Steckverbinder zu großen Schäden kommen: Sollte die sensible Buselektronik versehentlich mit Spannung beaufschlagt werden, dann wird unter Umständen die Elektronik des Moduls zerstört.

D- und X-Codierung in Industrial-Ethernet-Applikationen

Für Industrial-Ethernet-Applikationen wie Profinet, Ethernet/IP oder Ethercat werden Stecker und Buchsen benötigt, die zuverlässig hohe Datenraten übertragen können. Zurzeit existieren hier zwei Codierungen: Zum einen 4-polige Steckverbinder mit D-Codierung, zum anderen 8-polige Steckverbinder mit X-Codierung. Mit den 4-poligen Varianten lassen sich Datenraten von bis zu 100 Mbit/s übertragen und die 8-poligen Varianten ermöglichen Datenübertragungsraten bis zu 10 Gbit/s.

Die Datenübertragungsraten wurden in der Vergangenheit sukzessive nach oben getrieben und werden auch in Zukunft weiter steigen. Typische Einsatzbereiche, die stetig höhere Übertragungsraten fordern, sind zum Beispiel die Gebäudeinstallation in Industriebauten sowie der Gerätebau. Aber auch im Bereich der Vision- und Scanner-Systeme zur Fertigungsüberwachung und Echtzeitdatenauswertung werden die Anforderungen an die Datenübertragungsraten weiter steigen.

Die M12-Codierungen und ihre Anwendungsbereiche in der Übersicht (Quelle: Escha)
Die M12-Codierungen und ihre Anwendungsbereiche in der Übersicht (Quelle: Escha)

Einsatzmöglichkeiten außerhalb der Industrie

Neben den industriellen Anwendungsgebieten gibt es weitere Einsatzorte von D- und X-codierten Steckverbindern; zum Beispiel Bahn- und Sicherheitsapplikationen. Insbesondere Entertainment-Systeme in Zügen – welche die Fahrgäste mit einer zuverlässigen Internetanbindung am Sitzplatz versorgen – und Überwachungskameras stellen ähnlich hohe Anforderungen an Datenübertragung und Robustheit der Steckverbinder wie die Industrie.

Abgesehen von höheren Datenübertragungsraten wird der Trend in den kommenden Jahren auch immer mehr in Richtung Qualität gehen. Denn nur, wenn Fehlinformationen während der Datenübermittlung vermieden werden, lassen sich die zur Verfügung stehenden hohen Übertragungsraten auch nutzen. In neuen Applikationen mit höheren Datenvolumina führen qualitativ minderwertige Leitungen zu Fehlübertragungen. Das bedeutet, dass Datenpakete erneut gesendet werden müssen, was wiederum die Netzwerkauslastung erhöht und die Verarbeitungszeiten des Protokolls verlängert. Bei besonders empfindlichen Systemen kann es sogar zum Busabsturz führen.

An dieser Stelle setzt Escha mit seinen hochwertigen Industrial-Ethernet-Komponenten in den Bauformen M8 und M12 für alle gängigen Protokolle (Sercos, Ethercat, Profinet, Powerlink und EtherNet/IP) an. Der Steckverbinder- und Gehäusehersteller hat Anschlusstechnik auf den Markt gebracht, welche die hohen Datenübertragungsraten messbar zur Verfügung stellt. Durch eine erhöhte Signalreserve ermöglichen alle Produkte eine zuverlässige, schnelle und somit zukunftssichere Datenübertragung.

S-, T-, L- und K-Codierung: M12-Steckverbinder in Power-Applikationen

Neben Signalen und Daten wird mittlerweile auch Leistung über M12-Steckverbinder übertragen. Aufgrund immer kompakterer und leistungsfähigerer elektronischer Geräte ist die Nachfrage seitens der Industrie nach einer ebenfalls kompakten Steckverbinder-Lösung zur Leistungsübertragung gestiegen. Viele Hersteller wollen hierbei auf den bewährten M12-Stecker nicht verzichten. Auf dem Markt für kompakte M12-Leistungssteckverbinder haben sich vier Codierungen durchgesetzt: Die S-Codierung, die T-Codierung, die L-Codierung und die K-Codierung.

  • Steckverbinder mit S-Codierung (4-polig / 3+PE mit bis zu 630V / 12A) und K-Codierung (5-polig / 4+PE mit bis zu 630V / 12A) eignen sich insbesondere für Wechselstromanwendungen. Klassische Einsatzbereiche hierfür sind unter anderem dezentrale Komponenten wie Motoren oder Frequenzumrichter.
  • Für Gleichstromanwendungen werden Stecker und Buchse mit T-Codierung (4-polig mit bis zu 63V / 12A) und L-Codierung (5-polig / 4+FE oder 4-polig ohne FE bei bis zu 63V / 16A) eingesetzt. Damit können zum Beispiel Feldbuskomponenten, Netzteile oder Kleinmotoren mit Leistung versorgt werden.

Wo liegt die Zukunft des M12-Rundsteckverbinders?

Mit Single Pair Ethernet (SPE) steht bereits eine neue Technologie in den Startlöchern, die den M12-Rundsteckverbinder in Zukunft prägen wird. Natürlich mit eigenen Steckgesichtern, die die Varianz noch einmal erhöhen werden. Hier spielt vor allem der Standardisierungsdisput zwischen der SPE System Alliance und dem SPE Industrial Partner Network (bei dem Escha Mitglied ist) eine Rolle.

Der Autor

Thomas Korb, Leiter Produktmanagement bei Escha

Thomas Korb, Leiter Produktmanagement bei Escha

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