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Applikationen


In der Industrie 4.0 verschmelzen Informatiksysteme von Gebäude- und Büronetzwerken mit industriellen Netzwerken. Das verändert die unternehmensübergreifende Kommunikation erheblich.

Daten, das wertvollste Gut der industriellen Digitalisierung, müssen zuverlässig und zum richtigen Zeitpunkt zwischen allen Komponenten des Datennetzwerks übertragen werden. Höhere Temperaturen, eine ölige Umgebung oder elektromagnetische Störungen stellen besondere Anforderungen an den Aufbau der Datenkabel. Bewegte Maschinenteile oder Anwendungen in Robotern setzen die Kabel einer zusätzlichen mechanischen Belastung durch Torsion oder Biegung aus. Um in diesen Anwendungen eine lange Lebensdauer zu gewährleisten, ist es notwendig, die richtige Lösung für die Industrielle Kommunikation zu haben.

Als einer der weltweit führenden Anbieter von Verbindungslösungen verstehen wir von LAPP die Herausforderungen unserer Kunden sehr gut. Unsere Produkte sind perfekt auf industrielle Anwendungen abgestimmt und bieten Ihnen Lösungen, um alle Komponenten Ihres Datennetzwerks miteinander zu verbinden, egal ob es sich um einen Roboterarm oder Ihr Office-Notebook handelt.

Applikations Guide

Produktauswahl nach Applikationen

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Hauptschaltschrank


Der Hauptschaltschrank ist die zentrale Steuereinheit des gesamten Systems. Er verbindet sowohl die Büroebene als auch die einzelnen Maschinenschaltschränke miteinander.

Auf der einen Seite sind die Bedingungen im Inneren des Hauptschaltschranks gut kontrolliert, ohne dass Temperatur-, chemische oder mechanische Belastungen auftreten. Auf der anderen Seite kollidieren höchste Anforderungen an Datengeschwindigkeit und Zuverlässigkeit mit EMV-Vorfällen.

Alle oben genannten Anforderungen wurden bei der Produktauswahl für diese Applikation berücksichtigt.

  • In den Schaltschrank führende Ethernet-Meterware-Kabel werden über feldmontierbare RJ45-Datenstecker angeschlossen.
  • Vorkonfektionierte Patchkabel mit RJ45-Datensteckern im Schaltschrank für die Anbindung der SPS an das Antriebssystem, dezentrales E/A-System, HMI, Wifi, Router, etc. Schutzart IP20.
  • Unmanaged oder Managed Switches - Managed Switches können zum Aufbau von redundanten Netzwerken verwendet werden und verfügen über umfangreiche Diagnosefunktionen.
  • Firewall für Sicherheit und Netzwerktrennung über NAT (Network Address Translation). Ermöglicht Zugriffsbeschränkung vom restlichen Firmennetzwerk.

Maschine


In der Maschine gibt es verschiedene Anwendungen für die Ethernet Kommunikation. In den meisten Fällen handelt es sich um die Kommunikation zwischen Maschinensteuerung und Sensoren / Aktoren in der Maschine.

Die in der Maschine verwendeten Produkte müssen für die Maschinenumgebung geeignet sein. Wir haben alle Arten von Anwendungen, einschließlich fest/flexibel/hochflexibel, geschützt/ungeschützt, von Cat.5 bis Cat.7A, basierend auf PROFINET/ETHERCAT/ETHERNET IP. Des Weiteren Steckverbinder mit versch. Schutzklassen (IP20 – IP68), um öligen Umgebungen oder speziell in der Lebensmittelindustrie der häufigen Reinigung standzuhalten.

Jede Anwendung innerhalb der Maschine kann unterschiedliche Anforderungen an den Kabeltyp stellen. Alle müssen berücksichtigt werden, um eine unterbrechungsfreie Datenübertragung und eine lange Lebensdauer der Verbindung zu gewährleisten.

  • Vorkonfektionierte Patchkabel mit RJ45-Datensteckern im Schaltschrank und für den Anschluss an der Maschine. Schutzart IP20.
  • Vorkonfektionierte Patchkabel mit M8/M12-Steckern und Kabel mit PUR- oder TPE-Mantel für ungeschützte Anwendungen außerhalb des Schaltschranks.
  • Unmanaged oder Managed Switches - Managed Switches können zum Aufbau von redundanten Netzwerken verwendet werden und verfügen über umfangreiche Diagnosefunktionen.
  • Meterware-Ethernet-Kabel auf Basis von PROFINET/ETHERCAT/ETHERNET IP für feste/flexible/hochflexible Anwendungen, mit unterschiedlichen Mantelmaterialien/-typen je nach Anforderungen der Anwendungsspezifikation.
  • Meterware Sensorkabel für flexible/hochflexible Anwendungen, zur Verbindung zwischen Sensoren und Aktoren.

Schaltschrank zu Schaltschrank


In der üblichen Fabrikproduktion sind verschiedene Maschinenschaltschränke und Maschinen je nach verwendeter Topologie über den Hauptschrank oder untereinander verbunden. Eine zuverlässige Ethernet Kommunikation zwischen diesen Einheiten gewährleistet die einwandfreie Funktion der gesamten Produktionslinie. Ein möglicher Ausfall einer Linie kann die gesamte Produktion zum Stillstand bringen. Für die Verbindung werden Tray- oder industrietaugliche Ethernet-Kabel verwendet. Sie werden mit feldmontierbaren RJ45-Steckern konfektioniert und mit managed oder unmanaged Switches verbunden.

Ethernet-Kabel, die für diese Anwendung verwendet werden, müssen für die Kabelträgerinstallation geeignet sein (z. B. flammwidrig, halogenfrei, CPR-klassifiziert, UL-Kabelträger zugelassen) oder durch den Produktionsbereich mit möglichen Anforderungen an Temperatur-, chemische, mechanische oder EMV-Beständigkeit verlegt werden.

  • Kabel in Kabelträger für den Einsatz in den USA und geprüft von Underwriter Laboratories (USA) als PLTC (power limited tray cable) oder für offene Kabelträger als PLTC-ER (power limited tray cable exposed run)
  • Kabel nach Längen für die Installation im Kabelträger
  • Feldmontierbarer RJ45-Datenstecker mit Schutzart IP20 in Schaltschränken
  • Steckverbinder außerhalb des Schaltschranks haben die Schutzart IP67
  • Managed Switches können zum Aufbau von redundanten Netzwerken eingesetzt werden und verfügen über umfangreiche Diagnosefunktionen
  • SKINTOP®-Verschraubungen und DIX-M-Automation-Einsätze können zur korrekten Abdichtung der Kabeleinführung in Schränke/Maschinen verwendet werden

Roboter


Roboteranwendungen werden in modernen Industriefabriken immer häufiger eingesetzt. Industrieroboter sorgen für hohe Geschwindigkeit, Zuverlässigkeit, Qualität und tragen schließlich zur Wettbewerbsfähigkeit ihres Endprodukts bei. Diese Anwendung hat sehr spezifische Anforderungen an Ethernet-Kabel und Kabelzubehör.

Ethernet-Kabel sorgen für die Datenübertragung zwischen Sensoren, Kameras und Servomotoren. Höhere Anforderungen an die Datengeschwindigkeit bestehen vor allem dann, wenn zum Beispiel der Prozess durch Kameras mit hoher Auflösung und hoher Bildrate visuell überprüft wird. Die Ethernet-Verbindung der Roboterteile beginnt in einem Schaltschrank. Die Datenkabel werden oft neben den Kabeln der Servomotoren verlegt, daher ist es wichtig, auf die EMV zu achten.

Durch verschiedene Bewegungen von Roboterteilen können die Kabel mit hoher Frequenz von Biege- und Torsionsbewegungen, kombiniert mit chemischer und mechanischer Belastung, beansprucht werden. Auch unter diesen Bedingungen muss das Kabel eine zuverlässige Datenverbindung gewährleisten. Selbst geringe Datenverluste während der Bewegung können eine Latenz verursachen Und zum Produktionsstillstand führen oder im schlimmsten Fall sogar Menschenleben gefährden.

Die speziell entwickelten Robotik-Ethernet-Kabel von LAPP sind für diese Anwendungen bestens geeignet.

  • Kabelbäume (sogenannte Dresspacks) von der Roboterbasis zum Greifer müssen verwindungssteif und robust sein
  • Die Stränge sollten steckbar sein, damit sie im Wartungsfall schnell und einfach ausgetauscht werden können. Hierfür können EPIC® DATA-Flanschstecker verwendet werden, die zur Verbindung des Dresspacks an der Roboterbasis angebracht werden.
  • Die Steckverbinder am Roboter haben die Schutzart IP67, um den Schutz vor Feuchtigkeit, Schmutz und Vibration zu gewährleisten

Schleppkette


In industriellen Anwendungen sind oft linear horizontale oder vertikale Bewegungen vorhanden. Eine typische Anwendung ist, dass Ethernet-Kabel in einer Schleppkette zusammen mit anderen Kabeln und Schläuchen installiert sind. Das Kabel muss häufigen Biegungen, Beschleunigungen und physischem Kontakt mit anderen Teilen in der Schleppkette standhalten.

Ethernet-Kabel für solche Anwendungen müssen bestimmte Eigenschaften aufweisen, wie z. B. einen kleinen Biegeradius, eine hohe Anzahl von Biegezyklen, Beschleunigungs- und Abriebfestigkeit. Aufgrund des begrenzten Platzes innerhalb der Schleppkette kann EMV eine weitere wichtige Eigenschaft sein. Besonders bei höheren Bitratenklassen Cat. 6a oder höher können häufige Biegungen eine große Herausforderung für das Kabeldesign darstellen.

  • Die Kabel sollten steckbar sein, damit sie im Falle einer Wartung schnell und einfach ausgetauscht werden können. EPIC® DATA-Flanschstecker eignen sich hierfür hervorragend
  • Aufgrund von Vibrationen und Verschmutzungen an der Maschine werden schleppkettentaugliche Patchkabel mit umspritzten Steckern eingesetzt, um eine hohe Dichtigkeit mit Schutzklasse IP67 zu gewährleisten.
  • Weitere Steckverbinder, wie z. B. die Sensor-/Aktor-Verkabelung, haben ebenfalls die Schutzart IP67

Gebäuder oder Büro


Das Gebäude- oder Büronetzwerk verbindet Computer, Server und die Anlagen untereinander und mit dem Internet. Ethernet-Kabel und Ethernet-Patchkabel, die in diesen Anwendungen eingesetzt werden, müssen oft halogenfrei, flammwidrig und CPR-zertifiziert sein, damit sie im Falle eines Brandes im Gebäude keine Gefahr für Menschenleben darstellen. Für die Verbindung zwischen den Gebäuden sorgen Glasfaserkabel für eine Datenübertragung mit höchster Geschwindigkeit.

  • Kupferbasierte ETHERLINE® LAN-Kabel werden für Entfernungen bis zu 100 m verwendet.
  • Lichtwellenleiter werden für größere Entfernungen für die Verbindung zwischen zwei Gebäuden oder innerhalb von Gebäuden eingesetzt. Für die faseroptische Datenübertragung werden verschiedene Steckverbinder, wie z. B. der SC-Stecker, verwendet.
  • HITRONIC® Breakout-Kabel werden für die Verkabelung innerhalb des Gebäudes verwendet.
  • HITRONIC® Außenkabel werden für die Außenverkabelung und die Verkabelung zwischen Gebäuden verwendet. Die fest installierten Kabel werden an Spleißboxen der HITRONIC® SBX-Serie angeschlossen.
  • An den Spleißboxen werden HITRONIC® LWL-Patchkabel zum Anschluss der Geräte verwendet.
  • ETHERLINE® LAN-Kabel der Kategorie Cat.7 oder höher werden für die Büroverkabelung verwendet und sind fest im Gebäude installiert.
  • Der RJ45-Stecker wird für die kupferbasierte Datenübertragung verwendet
  • LAN CAT.6A Patchkabel für den Einsatz in Büroumgebungen

Feldanwendung


Produktionsprozesse in verketteten Anlagen sind oft linear angeordnet. Dies wird auch als Busverkabelung oder Daisy Chain bezeichnet. Es bedeutet, dass verschiedene Komponenten in Reihe hintereinandergeschaltet sind. Die erste Komponente ist meist die Steuerung im Schaltschrank, von der aus das Ethernet-Kabel zu den dezentralen I/O-Systemen sowie den Sensoren und Aktoren entlang der Anlage geführt wird.

Ethernet-Kabel und Kabelzubehör für diese Anwendung müssen am Ort ihres Einsatzes bestimmte Anforderungen erfüllen. Sie können sowohl in geschützten als auch in ungeschützten Bereichen installiert werden. Sie müssen u. U. resistent gegen Reinigungsmittel in der Lebensmittelverarbeitung, verschiedene Arten von Ölen in der Metallverarbeitung oder hohe, bzw. niedrige Temperaturen sein.

LAPP hat ein breites Portfolio an Ethernet-Kabeln und Zubehör für alle Arten von industriellen Anwendungen im Programm. Unsere Experten sind bereit, Sie bei der richtigen Produktauswahl zu beraten.

  • Die Verbindung von der SPS im Schaltschrank zu den I/O-Systemen im Feld wird über kupferbasierte ETHERLINE® Kabel oder Patchkabel realisiert
  • Im Feld erfolgt der dezentrale Anschluss am Sensor oder Aktor über M12-Steckverbinder. Diese haben die Schutzklasse IP67.