Die Grundlage von Industrie 4.0 sind digitale, vernetzte Systeme, wobei Ethernet zukünftig das übergreifende durchgängige Kommunikationsmedium sein wird. Immer mehr verteilte Intelligenz und ein größeres Netzwerk bedingen aber auch neue Ansätze im Bereich der Energieverkabelung.

Es ist noch nicht lange her, da war der Schaltschrank das zentrale Element der Automatisierung. Von hier aus wurden Signale und Energie verteilt bzw. dort gebündelt. Heute finden wir eher eine dezentrale Verteilung der Automatisierungsinseln vor. Das Konzept der dezentralen Verteilung ist auf Kommunikationstechnologien ausgelegt. Die Frage lautet also: Was ist mit der Energieverteilung? Es scheint, als hinke die strukturierte Energieverteilung der Kommunikationswelt hinterher, da das Energieverteilungskonzept vielfach noch zentral geprägt ist. In jüngster Zeit jedoch wandeln sich auch hier die Ansätze der Energieverteilung. Neue Konzepte auf Basis von M12x1 Power beginnen sich in der Automatisierung zu etablieren. Diese Energieversorgungskonzepte folgen dann der Bus-Topologie und lassen sich treffend mit Power follows Bus beschreiben.

Steckverbinder und Kabel = die Basis jeder Vernetzung

In Zeiten von Industrie 4.0 steigen auch die Anforderungen an die Datenkommunikation bzw. die Energieverteilung. Eine Vernetzung spielt nur dann ihre Vorteile aus, wenn auch die Qualität und Verfügbarkeit des Netzes gewährleistet wird. Die Steckverbinder und Verkabelungstechnologie bilden das Rückgrat der Verteilung und Vernetzung. Aus simplen mechanischen Steckverbindern werden nun Hightech-Produkte bei denen neben Design und Auswahl der Materialien auch Konfektionierungsvorschriften für die Fertigung den Ausschlag geben.

Es reicht längst nicht mehr aus, irgendein Kabel an irgendeinen Kontakt anzuschlagen und dann zu umspritzen. Heute müssen Steckverbinderdesigns HF-Simulationen durchlaufen und die Materialabstimmung muss dafür sorgen, dass die Symmetrie des Netzes nicht gefährdet wird. Ebenso sind bei den Powerprodukten Materialauswahl und Design ausschlaggebend, um die Anforderungen einer Powerverteilung zu erfüllen. Am Ende entscheidet die Qualität der Basis über eine gelungene Umsetzung von Industrie 4.0.

Strukturierte Powerverteilung über M12x1

Der neue Standard M12x1 Power erlaubt es mittlerweile, die bewährte M12x1-Anschlusstechnik auch für die Energieverteilung im Feld zu nutzen. Die Energieverteilung folgt also strukturiert der Netzwerktopologie. Treiber für diese neue Verdrahtungsphilosophie waren die immer kompakter werdenden elektronischen Geräte. Mehrheitlich fordern Gerätehersteller eine ebenfalls kompakte Leistungsversorgung und wollten dabei auf die industriell erprobte M12x1-Schnittstelle zurückgreifen. Die normative Grundlage IEC61076-2-111 unterscheidet dabei zwischen Gleich- und Wechselspannungsanwendungen sowie in der Anzahl der Pole.

Während es bereits seit längerer Zeit umspritzte und selbstkonfektionierbare Steckverbinder gibt, die auf die speziellen Anforderungen für Poweranwendungen ausgerichtet sind, gibt es seit kurzem entsprechende Verteilertechnik. Erst durch diese Verteilertechnik in den Bauformen T, H und h ist eine dezentrale und strukturierte Verkabelung möglich geworden. Im Bereich der Sensorik sind T-Verteiler schon lange im Einsatz. Escha hat nun für die typischen Power-Codierungen neben einem T-Verteiler auch einen H-Verteiler (eine Einspeisung, drei Abgänge) und einen h-Verteiler (eine Einspeisung, zwei Abgänge) in den Markt eingeführt. Die wesentlichen Alleinstellungsmerkmale aller M12x1-Power-Produkte des Unternehmens (Steckverbinder, Flansche und Verteiler) sind anschließbare Querschnitte von 1,5 mm² bis zu 2,5 mm². Diese Querschnitte sorgen insbesondere bei Gleichspannungsverteilung dafür, den Spannungsfall gering zu halten und ermöglichen demnach eine große Ausdehnung der Powerverteilung.

Fazit: Auf qualitative Unterschiede achten

Wer für die Zukunftstechnologien – die Industrie 4.0 mit sich bringt – gerüstet sein will, findet bereits heute eine gute Basis für die Verdrahtungstechnik vor. Wer schon jetzt auf qualitative Unterschiede bei der Basis achtet, kann sich entspannt zurücklehnen. Denn die Infrastruktur ist auch in Grenzbereichen der zukünftigen Technologien noch leistungsfähig genug, um eine hohe Verfügbarkeit und Robustheit des Netzes zu gewährleisten, ohne dass es zu Netzwerkausfällen oder Performanceeinbußen kommt. Power und Bus können mit den aktuell verfügbaren Komponenten in gleicher Struktur durch die Anlage laufen. All dies bildet einen Aufbau, der Industrie 4.0 auf ein sicheres Fundament stellt.