„IoT- oder Industrie-4.0-Szenarien sind mit den klassischen Feldbus-Systemen gar nicht denkbar, denn die sind ja abgeschottete Netzwerke.“ Ralf Moebus, Leiter Produkt Management Automation bei Lapp

Bild: Lapp

Neue Anforderungen durch Industrial Ethernet „Vielfalt als Schlüssel zum Erfolg“

11.12.2016

Industrial Ethernet spielt bei Industrie 4.0 eine zentrale Rolle. Entsprechend steigen auch bei den Kabeln die Anforderungen. Wie darauf der Kabelspezialist Lapp reagiert, erläutert Ralf Moebus, Leiter Produkt Management Automation, im Gespräch mit A&D.

A&D:

Industrie 4.0 ist im Fokus von Lapp. Entstehen durch die Smart Factory neue Anforderungen an Kabel für das Industrial Ethernet?

Moebus:

Durch unsere Mitarbeit beim Projekt Smart Factory KL in Kaiserslautern haben wir einiges in Bezug auf die Anforderungen gelernt. So werden zunehmend Sensoren direkt an Ethernet angeschlossen. Für die Leitung heißt das, dass sie resistenter gegen Öl und sonstige aggressive Medien sein muss. Abgesehen davon stehen Platz sparende Ethernet-Leitungen auf der Tagesordnung. Neue Stecker wie der M8, die im Bereich des Industrial Ethernet bisher nicht zu finden waren, halten Einzug. Im angesprochenen Smart-Factory-Projekt haben wir beispielsweise einen kleinen Greifer verbaut. Der Greifer, der über einen Profinet-Anschluss verfügt, ist direkt über das Netzwerk mit einem Browser konfigurierbar. Damit haben wir zum ersten Mal einen M8-Stecker als Anschlusstechnik im Ethernet eingesetzt. Neue Leitungen wurden gleich mitentwickelt, so etwa eine Cat.5-Leitung, deren Außendurchmesser nur knapp fünf Millimeter beträgt. Hier liegen wir im Bereich einer ganz normalen Sensorleitung.

Die Kabel müssen dünner werden und die Stecker kompakter. Sind das die Hauptveränderungen?

Nicht nur, wichtig sind die Einsatzgebiet-spezifischen Medienresistenzen. So sind die Anforderungen bei der Lebensmittelverarbeitung anders als bei der Metallverarbeitung. Deshalb haben wir auch eine Vielzahl an Materialien für den Außenmantel im Angebot. In der Industrie kommt noch eine höhere EMV-Belastung hinzu, welche zum Beispiel durch Servomotoren verursacht wird. Die Leitungen benötigen deshalb eine bessere Schirmung. Dann gibt es oft auch dauerhaft bewegte Anwendungen wie Schleppketten oder Torsion. Die Leitungen sind dann speziell für diese Beanspruchung konstruiert. Spezielle Zulassungen spielen auch eine Rolle. Zusammengefasst sprechen wir also von Miniaturisierung und ein an das Umfeld angepasstes Leitungsdesign. Nichtzuletzt werden durch Industrie 4.0 und die zunehmende Vernetzung der Fertigung auch die erforderlichen Datenraten steigen.

Gibt es dennoch Kunden, die sich fragen, ob eine günstige Office-Leitung nicht reicht?

Ja, definitiv. Der Kunde will am liebsten immer so wenig wie möglich bezahlen. Da kommt entsprechend oft der Vorschlag, ob sie es denn nicht mit Office-Leitungen probieren können. In den meisten Fällen trägt das jedoch keine Früchte. Selbst bei Anwendungen mit nur gelegentlicher Bewegung oder wenn die Leitung aggressiven Medien ausgesetzt ist, können Office-Leitungen schnell ausfallen.

Ihr Ethernet-Produktportfolio ist sehr umfangreich. Überfordert das den Kunden nicht bei der Auswahl?

Bei Ethernet ist es eigentlich sogar einfacher geworden. Auf der physikalischen Ebene gibt es Standards wie Cat.5 oder Cat.6a, die natürlich von den Datenraten abhängig sind, aber prinzipiell jedes Industrial-Ethernet-System auf dem Markt betreiben können. Generell ist durch die unterschiedlichen Spezifikationen der Feldbusorganisationen mehr Komplexität hinzugekommen. Da würden wir uns manchmal mehr übergreifende Standardisierung wünschen. So unterstützen wir heute mit unserem Anschlusssystem alle gängigen Industrial-Ethernet-Systeme. Anwendungsabhängig haben wir verschiedenste Materialien für Industrial-Ethernet-Leitungen. Bei uns kauft der Kunde keine kostenintensive eierlegende Wollmilchsau, sondern die Leitung, die auf seine Anwendung zugeschnitten ist, das ist unser Vorteil. Wenn ein Anwender beispielsweise eine Maschine besitzt, die sich maximal auf 40 °C erwärmt, braucht er kein teures Material zu bezahlen, das 180 °C aushält. Unsere Vielfalt ist gleichzeitig der Schlüssel zur wirtschaftlichen Lösung, was der Kunde schätzt.

Sie haben kürzlich den Kabelspezialisten Ceam übernommen. Wie passt das vom Produktportfolio zusammen?

Wir sehen das Ganze als Chance, unseren Anwendern und Kunden am Ende ein noch feiner strukturiertes und kompletteres Portfolio anbieten zu können. Wir sehen im Bereich der Feldbusleitungen und insbesondere bei den Industrial-Ethernet-Anwendungen großes Potential für weitere Entwicklungen. Selbstverständlich werden wir im Zuge der Übernahme unsere gemeinsame Produktstrategie abstimmen, aber letztendlich haben wir auch schon in der Vergangenheit viele Leitungen in Zusammenarbeit mit Ceam entwickelt. Somit ist dies die weitere Verfestigung einer bereits funktionierenden Partnerschaft und weitere Steigerung unserer Innovationskraft im Bereich Datenübertragung. Ceam verfügt über viel Spezialisten-Know-how sowohl in Entwicklung und Produktion von Datenleitungen – das ist für uns ein wesentlicher Vorteil. Die Übernahme ist für Lapp somit die logische Konsequenz gewesen, um im Bereich Industrial Ethernet noch besser aufgestellt zu sein.

Sind eigentlich Hybridleitungen in der Automation zunehmend gefragt?

Ja, Kunden fragen immer häufiger danach. Der Vorteil von Hybridleitungen ist, dass Daten und Stromversorgung über eine Leitung zum Gerät kommen. Dadurch können Leitungen natürlich kompakter und somit platzsparender gebaut werden. Es ist auch für die Anschlusstechnik interessant. Für Servomotoren haben wir beispielsweise eine Hybridleitung entwickelt, bei der sich nur noch ein Stecker am Motor befindet, was einen Austausch oder Ersatz des betreffenden Geräts simpler gestaltet als mit zwei Steckern. Die Herausforderung bei der Konstruktion von Hybridleitungen ist die Tatsache, dass die Adern für Strom und Daten direkt nebeneinander liegen. Hier müssen wir mit speziellen Abschirmungen arbeiten, um Störeinflüsse zu eliminieren.

Lassen sich mit Industrial Ethernet alle Feldanforderungen überhaupt erfüllen?

Das können sie ganz gut. Zwar sind die Kabelkosten beispielsweise im Vergleich zu Profibus etwas höher, aber man muss die Total Cost of Ownership betrachten. Ethernet bietet viele Vorteile gegenüber den Feldbussen. Sie können eine viel flexiblere Netzwerktopologie aufbauen, über Linie, Stern oder Ring – Dinge, wo ein Feldbus-System an seine Grenzen stößt. Zudem kann mit Ethernet fast endlos erweitert werden, hinzu kommt eine bessere Diagnosefähigkeit. IoT- oder Industrie-4.0-Szenarien sind mit den klassischen Feldbus-Systemen gar nicht denkbar, denn das sind ja abgeschottete Netzwerke. Eine durchgängige Ethernet-Installation ist heute also der Schlüssel zur Industrie 4.0. Dennoch wird es die klassischen Feldbusse durch die sehr große installierte Basis noch über viele Jahre geben. Nicht jeder wird seine Fertigung von heute auf morgen komplett auf Ethernet umrüsten können und wollen, da spielen ja auch Kosten eine Rolle.

Produziert denn Lapp selbst schon Industrie-4.0-like?

Wir haben die Vision, all unsere Prozesse Industrie-4.0-like umzusetzen, wo dies zusätzlichen Kundennutzen oder wirtschaftliche Vorteile bringt. Ein Beispiel, wo dies besonders anschaulich wird, ist die Fertigung unserer Steckverbinder. Der Kunde kann mittels eines Web-Konfigurators selbst definieren, wo exakt der Kabelauslass am Steckergehäuse sitzen soll. Der Konfigurator kommuniziert direkt mit unserem SAP-System. So erhält der Kunde sofort einen Preis sowie eine Zeichnung und er kann direkt die Bestellung an unser flexibles Fertigungszentrum abschicken. Der Roboter passt die Bohrung genau nach den Vorgaben an, verpackt alles in der Box und beschriftet sie mit der richtigen Anschrift des Empfängers. Mit solchen Abläufen sind wir schon sehr nah an der Vision Industrie 4.0 dran. Das Ergebnis ist ein wirtschaftlich produziertes individuelles Produkt.

Bildergalerie

  • Industrial Ethernet spielt bei Industrie 4.0 eine zentrale Rolle.

    Bild: Lapp

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