Gerade in diesem Bereich leistet eine Definition der Gerätekonnektivität einen wesentlichen Beitrag. Fragen im Zusammenhang mit der Geräteinstallation und -konnektivität müssen geklärt und gelöst werden, bevor integrierte Netzwerke in industriellen Automatisierungssystemen Realität werden können.

Der erste Schritt besteht in der Definition eines Netzwerksystems, das die Verbindung der wichtigsten Versorgungsleitungen eines Automatisierungssystems (Daten, Signale, Stromversorgung) ermöglicht. 400-V-Stromversorgung, Kommunikation und Signalverteilung sind gleichermaßen wichtig.
Es gibt zwei Verbindungsoptionen: Die Installation kann im Rahmen der Installation einer Funktionseinheit (z. B. einer Maschine) mit vorgefertigten Komponenten erfolgen, oder das Netzwerk kann vor Ort mit einfacher Schnellverbindungstechnik installiert werden. In beiden Fällen muss die Installationsmethode die optimale Lösung für die jeweilige Anwendung bieten. Dabei müssen die integrierten Funktioneinheiten (Automatisierungsgeräte) berücksichtigt werden. Diese Geräte verfügen über spezifische Schnittstellen, die auf Basis des Netzwerks definiert werden. Sowohl aus funktionaler als auch aus installationstechnischer Sicht hängt eine optimale Lösung von einem koordinierten System für Vernetzung, Installation und Geräteanbindung ab. Ein systembasierter Ansatz begünstigt Verbindungsstrategien, die die Fehlersuche deutlich vereinfachen.

Harting Gerätekonnektivität:
Die Bandbreite möglicher Gerätekonnektivitätslösungen ist so groß wie die Bandbreite der in der Industrieelektronik eingesetzten Geräte. Harting bietet ein breites Sortiment an Standardprodukten für die Daten-, Signal- und Stromversorgungskonnektivität im Markt für Industrieelektronik. Mit Hartings Produktpalette können Kunden die meisten Konnektivitätslösungen schnell und einfach installieren.
Markttrends wie kompaktes Design, verbesserte Geräteleistung und die Nutzung von Ethernet-Kommunikation mit stetig steigenden Datenraten stellen spezifische Anforderungen an Schnittstellen. Hartings Strategie für Gerätekonnektivität spiegelt die umfassende technische Expertise und Erfahrung des Unternehmens wider und bietet die Möglichkeit, Konnektivität aus einer Systemperspektive zu betrachten und die beste Lösung für die sich stetig weiterentwickelnden Erwartungen und Anforderungen zu finden.

Der MicroTCA™-Steckverbinder, ursprünglich für die Verbindung von Leiterplatten in der Telekommunikation entwickelt, findet heute Anwendung in Antriebs- und Steuerungstechnik. Die neueste Generation von IP67-PushPull-Steckverbindern wird in beiden Marktsegmenten für Kabel-zu-Leiterplatten-Lösungen eingesetzt. Dies bestätigt den Trend zur Konvergenz von Geräteverbindungstechnologien und die Nutzung der daraus resultierenden Synergien und hat weitreichende Auswirkungen auf Hartings Marktposition. Das Unternehmen bietet mehr als nur Gerätesteckverbinder: Es liefert umfassende Lösungen für die Geräteverbindung, darunter Steckverbinder, vorgefertigte Einheiten und komplette Backplanes.

Harting: Ihr Partner für Geräteverbindungen im Designprozess.
Diese Veränderungen prägen die Zusammenarbeit zwischen Harting und seinen Kunden maßgeblich. Weg vom klassischen Kunden-Lieferanten-Modell, engagiert sich Harting zunehmend in der Weiterentwicklung der Produkte und Produktionssysteme seiner Kunden. Kunden profitieren nun vom umfassenden Know-how und der langjährigen Erfahrung des Unternehmens. Ergänzend zu den Leistungen des Kundenbetreuers stehen ein anwendungsorientiertes Entwicklungsteam und ein Team von Hochfrequenzexperten bereit. Harting bietet seinen Kunden außerdem EMV-Gehäusetechnologie, robuste mechanische Konstruktion, Hochleistungstechnik und Installationskompetenz. Anwendungssimulationen können bereits während des Designprozesses im akkreditierten Labor durchgeführt werden. Die Harting-Technologiegruppe beherrscht alle Kerntechnologien für integrierte Geräteverbindungslösungen, einschließlich Leiterplattenverbindungen auf Basis von SMT-, SMC-, THT- oder Pressfit-Technologien.

Harting arbeitet mit Anwendergruppen zusammen, um Lösungen für die Gerätekonnektivität zu entwickeln, die anschließend in internationale Standards integriert werden. Gerätehersteller bestimmen den Umfang der Harting-Beteiligung am Designprozess. Harting unterstützt die Auswahl der optimalen Gerätekonnektivität auf drei Arten:
Der Gerätehersteller wählt geeignete Produkte im DeviceCon-Katalog aus und übernimmt mit Unterstützung des Anwendungssupports von Harting die Verantwortung für das Design.
Der Gerätehersteller definiert die Schnittstellenspezifikationen, und Harting hilft bei der Auswahl der Produkte.
Der Gerätehersteller plant eine neue Gerätegeneration mit kundenspezifischer Gerätekonnektivitätstechnologie. Ein gemeinsames Projekt wird initiiert, um die neue Lösung zu definieren. Das Ergebnis dieser Zusammenarbeit ist eine maßgeschneiderte und kosteneffiziente Lösung für die Serienproduktion.

Von den drei Optionen hebt nur die letzte den Designprozess auf ein neues Niveau. Die Zusammenarbeit zwischen Harting und dem Kunden optimiert die Leistung und ermöglicht eine bessere Ausschöpfung des Kosteneinsparungspotenzials, insbesondere in der Entwicklungsphase des Kunden. Die Gerätevernetzung ist Bestandteil einer integrierten Lösung für die industrielle Automatisierung mit drei Hauptanforderungen: Netzwerksystem, Anlagenvernetzung und Gerätevernetzung. Die technischen Anforderungen an die Geräteschnittstelle leiten sich vom Netzwerksystem ab. Die Anlagenanforderungen hängen von der Kundenanwendung ab. Die Geräteelektronik und das Design bestimmen die Integrationsmethode. Harting ist auf drei Ebenen in die Umsetzung des Gerätevernetzungskonzepts eingebunden. Die Ergebnisse bestätigen den Wert dieses Ansatzes.

Netzwerksysteme:
Anwendergruppen wie die PNO (PROFIBUS User Organization) entwickeln Netzwerksysteme wie PROFINET und andere. Diese Organisationen definieren die Leistungsanforderungen im Hochfrequenzbereich und die Schnittstellen. Aktuell zeichnet sich ein klarer Trend hin zu systemzentrierten Schnittstellen ab, die über den Bereich der reinen Kommunikation hinausgehen.

PROFINET hat nun einen 24-V-Stromverteilungsstecker und einen 400-V-Stromverteiler definiert. Die Stromanschlusslösung für IEEE-802.3-Ethernet-Netzwerke basiert auf PoE. Auch der Maschinenbau hat in ISO 23570 Daten- und Stromverteilungsschnittstellen spezifiziert. Dies hat weitreichende Konsequenzen und unterstreicht die Bedeutung von Hartings Engagement in Branchenverbänden und -organisationen, um sicherzustellen, dass die besten, zukunftssicheren Lösungen für die Gerätevernetzung identifiziert und implementiert werden.

Installation und Anschluss:
Branchenverbände und -organisationen definieren üblicherweise nur die funktionalen Anforderungen an Steckverbinder und überlassen die Installation den Anwendern. Große Maschinenhersteller bieten häufig vorkonfektionierte Kabelbäume an. Bei der Installation vor Ort ist eine benutzerfreundliche Verbindungstechnik unerlässlich. Steckverbinder sind für eine einfache, schnelle und zuverlässige Installation konzipiert, und ihre Funktionalität ist von zentraler Bedeutung. Der Harting Han Quick Lock® lässt sich vor Ort montieren und bietet gleichzeitig eine hohe Kontaktdichte.

Anwender müssen in die Entwicklung alternativer Installationsstrategien einbezogen werden, und die Geräte müssen mit dieser Installationstechnologie kompatibel sein. Die von deutschen Automobilherstellern angewandte Installationsstrategie ist ein gutes Beispiel. Alle drei Parteien trafen sich, um eine integrierte Lösung zu vereinbaren, die ihren zukünftigen Anforderungen gerecht wird. Diese Strategie wurde in enger Abstimmung mit dem Netzbetreiber umgesetzt, um sicherzustellen, dass systemweite Aspekte berücksichtigt wurden. Die Automobilhersteller brachten als Endanwender ihr technisches Installations-Know-how ein. Geräte- und Steckverbinderhersteller, darunter Harting, waren an der Definition der Lösung beteiligt.

Gerätekonnektivität:
Eine gute Schnittstellenlösung ist für jede Installationsstrategie unerlässlich. Gerätehersteller wählen in der Regel Steckverbinder, die die optimale Lösung für ihr jeweiliges Produkt bieten. Die einfachste Lösung für den Hersteller ist jedoch nicht immer die beste im Hinblick auf das System und den Benutzer. Verschiedene Gerätehersteller verwenden unterschiedliche, nicht miteinander kompatible Steckverbinder.
Daher haben Gerätehersteller berechtigte Anforderungen an Steckverbinder. Die meisten Geräte enthalten eine Leiterplatte (PCB). Hersteller benötigen Steckverbinder, die auf der Leiterplatte montiert und mit den anderen Komponenten verlötet werden können. SMT (Surface Mount Technology) ist hierfür die Standardlösung. Ist der Steckverbinder in einer bestimmten Produktversion nicht auf der Leiterplatte montiert, ist ein anderer Ansatz erforderlich. In diesem Fall kann ein Flachbandkabel zwischen Steckverbinder und Leiterplatte verlegt werden. Bei IP67-Anwendungen, in denen Geräte in anspruchsvollen Maschinenumgebungen eingesetzt werden müssen, ist die Gehäusestrategie ein weiterer wichtiger Faktor, der mit dem Gerätehersteller besprochen werden sollte.

Harting PushPull Hybrid: Das Netzwerk, die Installationsstrategie und der Konnektor.
Eine optimale Verbindungsstrategie basiert auf der besten Kombination dreier Variablen: dem System, der Installationsvernetzung und der Gerätevernetzung im Gesamtkontext. Nur ein Hersteller, der bereit ist, einen intensiven Dialog mit Systementwicklern, Anwendern und der Branche zu führen, kann diese Strategie erfolgreich umsetzen.

Gerätehersteller werden neue Standards setzen können. Sie müssen Produkte in allen drei Kategorien anbieten und über ausreichend technisches Know-how verfügen, um Lösungen für komplexe Probleme zu finden. Mit diesem strategischen Fokus auf Geräte-, Anlagen- und Netzwerkvernetzung positioniert sich Harting als Komplettanbieter komplexer, systemzentrierter Lösungen. Die
PushPull-Technologie von Harting hat bereits neue Maßstäbe gesetzt. Nach der erfolgreichen Einführung der PushPull Han® Anlagenvernetzungslösung in der deutschen Automobilindustrie steht das Unternehmen nun vor der nächsten Herausforderung: einem neuen Ansatz für die Maschineninstallation. Die Migration zur Ethernet-Kommunikationstechnologie bietet die Möglichkeit, die Maschinenvernetzung deutlich zu vereinfachen. Die Marktnachfrage nach kompakten, in Serie gefertigten Maschinen wird den Trend zu zahlreichen intelligenten Geräten auf engstem Raum um eine zentrale Steuerung beschleunigen. Die Sterntopologie bietet in diesen Anwendungen optimale Effizienz und Leistung.
Bei der hybriden Sterntopologie unterscheidet sich die Stromverteilung an die Komponenten deutlich von einer Linien- oder Ringtopologie. Da in Sternnetzwerken keine Kaskadierung erfolgt, kann die Strombelastbarkeit individuell an jedes Gerät angepasst werden. In einem Maschinensternnetzwerk reichen 5 A aus. Die reduzierte Kapazität ermöglicht den Einsatz optimierter Hybridsteckverbinder.
Harting hat den PushPull Hybrid-Stromsteckverbinder entwickelt, der auch Ethernet-Kommunikation ermöglicht. Die miniaturisierte Bauweise des PushPull Hybrid erfüllt die Anforderungen von Geräteherstellern, die den Steckverbinder in kompakten Produkten einsetzen möchten.

Der DeviceCon-Auswahlleitfaden: Der schnelle Weg zur passenden Geräteverbindungslösung.
Harting hat die drei Anforderungen (System, Installation und Gerät) systematisiert und mit den neuesten Produktinformationen im DeviceCon-Auswahlleitfaden, einem Bestandteil des neuen DeviceCon-Katalogs, zusammengeführt.
Bei der ersten Auswahl des Steckverbinders können Gerätehersteller alle Faktoren berücksichtigen, die für die Integration des Steckverbinders in das Gerät und die Installation durch den Anwender relevant sind, sowie Aspekte, die die Gerätekompatibilität im Gesamtsystem beeinflussen. Der Auswahlleitfaden zeigt beispielsweise, dass es sich bei dem Steckverbinder um eine PROFINET-konforme SMT-Version handelt, die die einfache HARAX®-Konnektivität für die Installation vor Ort bietet. Da Harting-Steckverbinder stets für die integrierte Konnektivität im Kontext konsistenter Automatisierungslösungen entwickelt wurden, sind sie die ideale Plattform für Geräteschnittstellen und bieten sowohl Geräteherstellern als auch Endanwendern erhebliche Vorteile.

Weitere Informationen oder ein Angebot

Autoren:
- Matthias Fritsche,
Produktmanager,
Harting Technology Group.
- Andreas Huhmann,
Direktor Strategisches Marketing ICPN,
Harting Technology Group