Ethernet je jedním z horkých témat automatizační techniky. Ale co tak jednoduše funguje v kanceláři, není už vůbec tak triviální ve výrobní lince:´Špína, vlhkost a vysoká mechanická zatížení dávají zabrat i konektorům. Proto má v kancelářích tak známý RJ45 těžký úkol. Obstojí konektor M12, který je již po desetiletí nasazován v automatizaci, při způsobu ochrany IP67 ?

Nástup ethernetové technologie do výroby je jedním zpřevažujících témat automatizace. Zatímco v předešlých letech byly síťové jednotky z kancelářské oblasti modifikovány pro montáže do skříňových rozvaděčů, následuje nyní další krok: s komponenty I/O - necentrální inteligence - které splňují požadavky způsobu ochrany IP67 (nepropustnost prachu, špíny a vody obr.1), proniká ethernet i do oblastí, které byly doposud vyhrazeny sběrnicím a paralelním linkám, a to až po přenos a zpracování signálů ve stroji. To ale předpokládá spojovací techniku, vhodnou jak pro přenosový výkon 10MB a 100MBtak i pro nasazení v průmyslových prostředích (způsob ochrany IP67). Vykrystalizovaly se dva alternativní koncepty: modifikovaný konektor RJ45, jak je známý z oblasti IT, jakož i konektor M12. Příkladem pro tyto modulární sběrnicové I/O-systémy je EASi/oN od Hirschmann Electronics (obr. 2). Vedle různých modifikací sběrnic jako Profisběrnice DP nebo DeviceNet se dá s tímto systémem navázat i s ethernetem (10/ MB). Tak mohou být ve výrobním procesu, tj. v podmínkách IP67, sbírány ethernetové senzorové signály nebo přepínány ovladače. Dvoupárové Twistedpair- linky, na jejichž konci se nachází čtyřpólové zástrčky M12, zajišťují spojení mezi systémem I/O a podřízenou úrovní

PROBLÉMY SE STANDARDIZACÍ

I když jsou v kancelářské oblasti běžné čtyřpárové linky, vsadili hlavní výrobci automatizační techniky na linky dvoupárové, které jsou levnější a jednodušší v manipulaci. Omezení na dva páry spojů je smysluplné, jelikož oproti průmyslovým prostředím se přes tyto kabely vedle ethernetu nepřenáší žádné jiné služby. Dále je možnévést napájení také přes datové linky, mimoto se v příštíchletech nepočítá s aplikací v oblasti GB. Z počátku se zdálo, že diskuse o kabelech a konektorechnenadhodí žádné problémy. To se ale v posledních dvou letech zásadně změnilo. Žádné pracovní společenství v uživatelských organizacích a standardizaci není personálně tak silně obsazeno, nikde jinde na sebe tolik nenarážejí rozdílné pohledy kancelářského a průmyslového světa. U kabelů byl mezitím položen základní kámen k dohodě. U konektoru oproti tomu došlo k dohodě pouze ohledně požadavků, ale ne ohledně samotných výrobků. Standardizace - alespoň pro aplikace s ochranou IP67 - je proto zatím v nedohlednu. Tímto problémem se zabývají jak národní tak i mezinárodní normalizační grémia. V Německu je probírán v následujících pracovních společenstvích DKE : GAK 715,34 "Neutrálně aplikovatelná kabeláž pro oblast průmyslu" a AK 651,0,33 "Průmyslové komunikační konektory". O definici standardu se snaží ještě i uživatelské organizace IAONA (Industrial Automation Open Networking Alliance), PROFIBUS a ODVA (Open Devicenet Vendor Assotiation). >Pro aplikace v podmínkách IP20, tj. montáž a kabeláž komponent v chráněném prostředí jako například veskříňovém rozvaděči, již trh předurčil řešení: dalším rozšiřováním RJ45 se používání tohoto konektoru přenese z kancelářské oblasti i do průmyslových aplikací. Na tomto pozadí doporučila RJ45 pro aplikace v podmínkách IP20 také uživatelská organizace PROFIBUS. Mimoto existují již dnes nová na bázi tohoto konektoru vyvinutá řešení, která vyhovují požadavkům lépe nežli standardní provedeníRJ45 podle EN 60603-7.

RJ KONTRA M12

Stane se tedy řešením M12 ? Pro aplikace v chráněném prostředí IP20, jako například ve skříňovém rozvaděči, se standard de-fakto vykrystalizoval: první volbou pro tyto aplikace je dalece rozšířený a ze světa kanceláří pocházející RJ45. Například PNO (Profibus Nutzerorganisation) doporučuje konektor RJ45 do aplikací pro způsob ochrany IP20. U spojovací techniky pro komponenty IP67 se řešení nevyvíjí tak jednoduše. Zde se ukazují tři základní náběhy:

- Konektor RJ45 s krytem IP67

- Čtyř i osmipólový M12

- Hybridní konektor sestávající z RJ45 a obsahující kontakty pro 24-hodinové napájení schopné nést maximálně 10A.

Rozhodnutí pro standardní spojovací techniku padne zřejmě >mezi různými řešeními RJ45 a M12, hybridní konektor bude nasazen spíš u výklenkových aplikací. Standardizovány jsou dvě z již šesti řešení na bázi RJ45, které jsou nyní předmětem diskuse. U M12 se zatím normuje čtyřpólová verze. Zkoušeny jsou konektory, splňující platné normy (např. VDE 0110), vykazující odpovídající stupeň ochrany (IP67) a vhodné pro přenosový výkon do 100 MB event. 250 MB. Tak například DKE zjišťuje, jak musí být doplněna norma RJ45 (EN 60603-7), aby mohla vedle levné kancelářské verze existovat i verze průmyslová, splňující požadavky pro podlažní a volné rozvody.

Existují-li u řešení vycházejících z RJ45 pochyby ohledně přenosového výkonu jakož i ochrany proti vlivům prostředí, musí být u M12 prokázán požadovaný přenosový výkon. Konektor M12 - zvláště jeho čtyřpólové provedení - je již po desetiletí nasazován v průmyslovém prostředí, u senzorů a sběrnic. Je standardizován pro všechny běžné sběrnice a je zároveň nejvíce používaným senzorovým konektorem. Právě v průmyslových odvětvích kladoucích vysoké požadavky na spojovací techniku, jako například v automobilovém průmyslu, je M12 standardem. A to proto, že jeho dvěma podstatnými znaky jsou nízká poruchovost a z ní rezultující vysoká pohotovost ve výrobních linkách - jasná výhoda oproti RJ45.

Tak například DKE zjišťuje, jak musí být doplněna norma RJ45 (EN 60603-7), aby mohla vedle levné kancelářské verze existovat i verze průmyslová, splňující požadavky pro podlažní a volné rozvody. Existují-li u řešení vycházejících z RJ45 pochyby ohledně přenosového výkonu jakož i ochrany proti vlivům prostředí, musí být u M12 prokázán požadovaný přenosový výkon. Konektor M12 - zvláště jeho čtyřpólové provedení - je již po desetiletí nasazován v průmyslovém prostředí, u senzorů a sběrnic. Je standardizován pro všechny běžné sběrnice a je zároveň nejvíce používaným senzorovým konektorem. Právě v průmyslových odvětvích kladoucích vysoké požadavky na spojovací techniku, jako například v automobilovém průmyslu, je M12 standardem. A to proto, že jeho dvěma podstatnými znaky jsou nízká poruchovost a z ní rezultující vysoká pohotovost ve výrobních linkách - jasná výhoda oproti RJ45.

OPTIIMALIIZOVANÁ SPOJOVACÍÍ TECHNIIKA

Ve stadiu před schválením je konstrukční norma (DIN EN 61076-2-101) pro standard M12 pro přenos prostřednictvím ethernetu. Tato norma zřejmě bude doplněna dodatkem o vhodnosti čtyřpólového konektoru M12 pro požadované přenosové výkony. Základem pro to jsou podrobné zkoušky podle DIN EN 50173 kategorie 5, které provedl Hirschmann Electronics. Měření ukázala, že hraniční hodnoty rozhodujících parametrů jsou dodržovány či dokonce nejsou ani dosahovány. Přenosové vlastnosti konektoru M12 pro ethernet do 100 MB tudíž nezůstávají pozadu za srovnatelnými standardy z kancelářské oblasti. Navíc výsledky ukázaly, že tento díky optimalizaci spojovací techniky vykazuje dodatečný přenosový potenciál.

Zatímco různé uživatelské organizace favorizují rozdílná nekompatibilní řešení RJ45, dochází u M12 skoro ke shodě: standardizací čtyřpólové varianty se tato stává spojovacím článkem mezi všemi uživatelskými organizacemi. Vedle této varianty je ještě diskutována osmipólová varianta. Jelikož ale čtyřpólový M12 pokrývá všechny dnes předpokládané aplikace, nebo alespoň 95%, stává se tento konektor favoritem jak z technických důvodů (vyšší funkční rezervy, jednodušší manipulace, delší zkušenosti v nasazení na úrovni polí) tak i z důvodů hospodářských (širší nabídka, levnější technologie, dostupné komponenty). Může se tudíž stát světovým standardem pro spojovací techniku při přenosu ethernetu v průmyslovém prostředí.