Industrial Ethernet
Ethernet è la prima scelta quando si tratta di trasferire dati in applicazioni industriali. Per saperne di più sulla gamma di prodotti Industrial Ethernet di HARTING.
Ethernet sta diventando il protocollo di comunicazione universale in un numero sempre maggiore di settori. Scoprite la gamma di prodotti HARTING per la connettività e il cablaggio Industrial Ethernet.
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Guida completa in PDF alla connettività Ethernet
Questa pratica guida alla scelta in formato PDF offre una panoramica completa dell'ampia gamma di prodotti HARTING nel vasto mercato della connettività Industrial Ethernet. (PDF | 10 MB | 36 pagine)
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Riflettori puntati sugli ambienti difficili: le sfide da superare per la connettività Ethernet industriale
Le installazioni Industrial Ethernet sono diffuse quasi ovunque. La connettività deve garantire una trasmissione sicura e affidabile anche negli ambienti industriali più difficili. Joachim Finke e Heiko Meier forniranno una panoramica sulle sfide specifiche da superare.
Connettività ethernet PCB innovativa e ad alte prestazioni
Miniaturizzata, compatta e potente! L'innovativa connettività PCB di HARTING consente nuove possibilità nella progettazione dei dispositivi. Per saperne di più, i responsabili di prodotto del gruppo tecnologico HARTING Nikolaj Ponomarjow, Marian Dümke e Maximilian Rohrer.
Interfaccia RJ Industrial® Ethernet
RJ 45 per ambienti industriali difficili: Il nostro nuovo RJ Industrial® è assolutamente robusto e affidabile e nell'edizione 'Multifeature' con strumenti di taglio integrati per un assemblaggio facile e veloce. Ciò consente di risparmiare fino al 25% di tempo nell'installazione dell'infrastruttura Ethernet.
Disponibile come: CONNETTORE CAVO | ASSEMBLAGGIO CAVO | LATO DISPOSITIVO
ix Industrial® - Interfaccia miniaturizzata per Ethernet industriale
Grazie alla presa del dispositivo più piccola del 70% rispetto alla nota RJ45, l'ix Industrial® offre la perfetta interfaccia standardizzata per Gigabit Ethernet. In combinazione con un'eccellente schermatura, robustezza e prestazioni eccezionali, l'ix Industrial® è la scelta perfetta per i dispositivi miniaturizzati.
Disponibile come: CONNETTORE PER CAVO | GRUPPO DI CAVI | LATO DISPOSITIVO
T1 Industriale - Ethernet a coppia singola
Trasmissione di Ethernet attraverso una sola coppia di fili di rame. SPE è la tecnologia perfetta per collegare i dispositivi di campo alla rete Ethernet. La tecnologia Single Pair Ethernet è veloce, poco ingombrante, economica e pronta per essere implementata. L'equipaggiamento di semplici sensori, telecamere e altro ancora con interfacce Ethernet fa di SPE il motore di temi quali l'industria integrata e l'IIoT.
Disponibile come: CONNETTORE CAVO | GRUPPO CAVO | LATO DISPOSITIVO
preLink®
Il sistema preLink® è una soluzione di cablaggio semplice e veloce per l'industria, l'automazione degli edifici e l'IT. È anche una soluzione che può essere utilizzata con la stessa efficienza per tutte le applicazioni.
Disponibile come: CONNETTORE PER CAVO | GRUPPO DI CAVI | LATO DISPOSITIVO
Connettore circolare M12 e M8
Le interfacce M8 e M12 combinano tre importanti vantaggi nelle applicazioni Ethernet industriali rispetto alla nota interfaccia RJ: un elevato grado di protezione IP, requisiti di spazio molto ridotti e un sistema di contatti maschio/femmina a prova di vibrazioni. Utilizzate nel cablaggio di edifici industriali, nella costruzione di macchinari e in particolare nelle applicazioni ferroviarie.
Disponibile come: CONNETTORE PER CAVO | GRUPPO DI CAVI | LATO DISPOSITIVO
Switch Ethernet industriali
Gli switch Ethernet non gestiti della serie Ha-VIS eCon offrono ora nuovi modelli per una configurazione e un'espansione efficienti delle reti Ethernet.
Han-Modular® - Lo standard di mercato per i connettori industriali modulari
La serie Han-Modular® è progettata per combinare alimentazione, dati e segnali in un unico connettore. Il sistema multiforme di inserti, contatti, telai, cappucci e custodie e accessori soddisfa le esigenze individuali dei clienti. Il cliente può scegliere tra oltre 100 diversi moduli di connettore. Questi sono adatti a diversi mezzi di trasmissione e coprono varie tecniche di terminazione, ma anche diverse soluzioni per la trasmissione dei dati (ad esempio Han-Quintax® (cat 5), Han Megabit Module (2 x cat 5) e Han Gigabit Module (cat 6a e cat 8.2)). Il telaio incernierato brevettato Han-Modular® consente di configurare tutti i moduli nelle ben note cappe e custodie Han® per tutti i tipi di ambienti difficili.
Han® 1A - Compatto, robusto e versatile
Per la prima volta, Han® 1A di HARTING offre un connettore compatto e conveniente, che può essere utilizzato per controllori, piccoli azionamenti e armadi di controllo e può essere installato anche sul campo. All'interno di questa famiglia di prodotti molto compatta e ottimizzata dal punto di vista dei costi, HARTING offre ora inserti con codifica M12 D e M12 X per diversi campi di applicazione.
Han® 3A - Connettore compatto per ambienti difficili
Per la sua robustezza e versatilità, il connettore industriale Han® 3A è utilizzato e riconosciuto nei settori dei macchinari, della robotica, dei trasporti e dell'energia. Troverete una versione adatta alle vostre esigenze di utilizzo in ambienti industriali difficili. Gli inserti di contatto RJ45 Han® 3 A sono disponibili per diverse velocità di trasmissione Ethernet per tutti i tipi di applicazione.
Che cos'è l'Ethernet e l'Industrial Ethernet?
Utilizzando Ethernet come protocollo di comunicazione universale, la visione di uno standard di protocollo uniforme per la comunicazione dal cloud a ogni sensore si sta manifestando - e l'IIoT sta diventando sempre più una realtà.
Ma cos'è Ethernet, cosa c'è dietro e quali sono le caratteristiche speciali dell'uso di Ethernet nell'industria. Scoprite di più su Ethernet nei paragrafi seguenti.
L'inizio: dalle Hawaii al mondo intero
All'inizio degli anni '70, nelle isole Hawaii nacque ALOHAnet, la prima rete dati via radio al mondo. Nel 1970, il professore dell'Università di Honolulu Norman Abramson cercava una soluzione di comunicazione a basso costo per le varie sedi dell'università nelle isole vicine.
Questo primo protocollo, che sparava pacchetti di dati su due bande di frequenza a caso per evitare collisioni, costituì la base di quello che sarebbe poi diventato Ethernet. All'epoca, pochi avrebbero potuto immaginare come questo sviluppo, denominato ALOHAnet, avrebbe un giorno costituito la base della comunicazione per la produzione industriale internazionale. Oggi la produzione industriale non è più concepibile senza l'onnipresente Ethernet. I requisiti per la trasmissione dei dati negli ambienti di automazione sono in costante aumento e si riflettono quantitativamente nel numero di nodi Ethernet installati. Oggi Ethernet, con le sue varianti Industrial Ethernet, è diventato lo standard di comunicazione più utilizzato negli impianti industriali e la tendenza è in continua crescita. Ciò rende ancora più importante un'infrastruttura affidabile di interfacce e cablaggi.
Ethernet si trasforma in IIoT
L'IoT - Internet degli oggetti - descrive la messa in rete di oggetti fisici virtuali e reali per farli interagire utilizzando le tecnologie dell'informazione e della comunicazione. Gli oggetti della nostra vita quotidiana acquisiscono capacità digitali e quindi diventano oggetti fisici reali che possono partecipare alle reti digitali. Questo processo avviene anche nelle applicazioni industriali, dove prende il nome di Industrial Internet of Things (IIoT).
Sempre più componenti industriali stanno diventando partecipanti intelligenti e smart. Tuttavia, non sono più limitati ai livelli superiori delle reti aziendali interne come un tempo. Negli ultimi anni i protocolli Ethernet sono stati sempre più collegati ai sistemi cloud, mentre qualcosa sta iniziando ad accadere anche a livello di campo. In questo caso, Single Pair Ethernet (SPE) è il nuovo “strato fisico” che copre l'ultimo miglio per portare Ethernet direttamente ai sensori.
L'aumento della raccolta, della valutazione e dell'utilizzo dei dati crea la necessità di un'infrastruttura più potente. Allo stesso tempo, questa infrastruttura dovrebbe occupare meno spazio e utilizzare meno risorse. Efficienza è la parola chiave in questo caso, poiché sempre più sensori, con i loro crescenti requisiti di larghezza di banda, diventano partecipanti alla rete. Sono necessarie nuove tecnologie hardware.
Automazione e IT si fondono nell'automazione
Contemporaneamente, gli ambienti di automazione continuano a unirsi al mondo IT, precedentemente separato. La spinta è quella di elaborare in modo pratico l'aumento dei dati provenienti da tutte le aree dell'azienda e di utilizzarli in algoritmi intelligenti. L'obiettivo dell'automazione è sempre stato quello di aumentare la flessibilità e la produttività. La connessione di tutte le macchine industriali tra loro e con l'IT consente di visualizzare i dati ottenuti dalle macchine e di fare previsioni grazie a valutazioni intelligenti. Dove devo modificare il mio processo? Dove si nasconde il potenziale di ottimizzazione?
La valutazione dei dati supportata dalle tecnologie informatiche apre possibilità di ottimizzazione completamente nuove. La digitalizzazione del livello di campo porta anche a modelli di business o servizi completamente nuovi, prima impensabili. I modelli pay-per-part o l'attivazione via software di funzioni aggiuntive nei macchinari sono solo due esempi.
Inoltre, i gestori degli impianti possono tenere sotto controllo i loro processi in tutto il mondo. Per tutti questi sviluppi, il protocollo Ethernet è il linguaggio unificante che consente questa convergenza. Diventa inoltre chiaro quanto sia importante realizzare questa fusione in modo coerente in ogni dettaglio. Ethernet dal cloud al sensore: ecco come implementare il vero IIoT. L'abbandono dei sistemi analogici e dei bus di campo a favore dei protocolli Ethernet è un tema che ricorre regolarmente negli studi pubblicati annualmente da HMS Industrial Network. Questi studi mostrano la distribuzione del mercato dei nuovi nodi di comunicazione nelle reti industriali. Se nel 2016, appena cinque anni fa, i protocolli Ethernet avevano una quota complessiva del 38%, ora questa quota è cresciuta fino al 65% nel 2021. Nel frattempo, la quota totale dei sistemi fieldbus si è ridotta del 30%.
La tendenza verso un protocollo uniforme per tutte le aree aziendali continua senza sosta. Ma come ha influenzato la scelta dell'infrastruttura e delle interfacce? Quale connettore è adatto per quale applicazione? Quando è necessaria una soluzione di livello industriale? Quali soluzioni sono perfette oggi ma potrebbero essere obsolete domani?
Il mezzo chiave - cuprum
Cuprum deriva dalla parola greca Cyprium e significa “minerale dell'isola greca di Cipro”. Secondo la tradizione, è qui che è stato estratto per la prima volta e da qui ha preso il nome. Essendo un eccellente conduttore elettrico disponibile in quantità sufficienti, è lo standard di riferimento per la trasmissione di correnti di ogni tipo.
Questo vale anche per i cavi dati per le reti Ethernet. Nel corso dei decenni sono stati fissati nuovi standard per quanto riguarda le velocità di trasmissione che prima erano considerate impossibili. L'abile intreccio delle coppie di fili e l'efficiente concetto di schermatura rendono attualmente possibili velocità di trasmissione fino a 40 Gbit/s, che corrispondono allo standard Cat.8.1/8.2. Si tratta di quattro coppie di fili di rame intrecciati, per un totale di otto fili che trasmettono i dati. Questo divide il flusso di dati in diversi percorsi. L'intreccio e la schermatura già citati rendono possibili frequenze elevate, ma le frequenze attualmente possibili sono o sono state esaurite. Gli ultimi sviluppi di Ethernet a coppia singola stanno aprendo nuovi orizzonti in questo settore, ma ne parleremo più avanti.
Mezzo di comunicazione alternativo
È stato detto più volte che il rame come mezzo di comunicazione sarà sostituito da opzioni di trasmissione alternative nel prossimo futuro. Ma il rame sta davvero perdendo la sua posizione o è piuttosto destinato a diventare la base di tutti i piani IIoT? La trasmissione elettrica è il fattore comune a tutte le soluzioni basate sul rame. Ciò pone dei limiti fisici alle frequenze utilizzabili e alla lunghezza della trasmissione. 1/10/25/40 Gbit/s su 100 metri è il limite noto per l'Ethernet via cavo di rame.
Per aggirare questa limitazione, sia per quanto riguarda la velocità che la lunghezza di trasmissione, e anche per collegare i sistemi mobili con l'Ethernet, i conduttori in fibra ottica sono ora utilizzati tanto quanto i sistemi radio wireless. Da alcuni anni la fibra ottica e la WLAN sono considerate il futuro mezzo di comunicazione che supererà il cavo tradizionale. Ma è davvero così?
Certamente: Con i cavi in fibra ottica è possibile trasmettere elevate velocità di trasmissione dei dati su distanze di molti chilometri, senza dover ricorrere a complesse schermature per controllare la CEM. La WLAN combina la trasmissione gigabit con la possibilità di muoversi indipendentemente dal cablaggio fisso. Se ho già installato un punto di accesso WLAN, i nuovi dispositivi si collegano rapidamente in modalità wireless. Fino ad allora, però, l'installazione del punto di accesso è costosa e anche questo deve avere una connessione via cavo. Purtroppo, l'utente deve accettare alcuni svantaggi decisivi quando utilizza queste tecnologie. Le fibre ottiche devono essere collegate in condizioni molto pulite per evitare l'attenuazione del segnale dovuta alla contaminazione. Allo stesso modo, non è possibile trasmettere tensioni di alimentazione oltre ai dati. Un dispositivo necessita comunque di un cablaggio in rame aggiuntivo per l'alimentazione.
Lo stesso vale per i dispositivi WLAN. Le soluzioni mobili spesso si affidano a batterie ricaricabili o a un alimentatore collegato con un cavo di rame, il che finisce per annullare il vantaggio della mobilità. Un altro problema è l'impatto ambientale delle batterie ricaricabili, che oggi sta diventando sempre più evidente. Inoltre, occorre considerare una serie di altri aspetti: la trasmissione in tempo reale non è garantita e la velocità di trasmissione dei dati si riduce a seconda della posizione e del numero di destinatari. Quanto sono sicuri i dati inviati in modalità wireless e quanto è elevata l'esposizione alle radiazioni nelle aree sensibili? Si tratta di questioni che possono essere tranquillamente trascurate con il classico cavo di rame. L'Ethernet su quattro o otto fili offre fino a 100 watt di alimentazione al dispositivo tramite Power over Ethernet (PoE) e in molti casi rende superfluo un alimentatore aggiuntivo. Se l'applicazione lo consente, è sempre preferibile una soluzione a cavo singolo. Questa caratteristica si rivela particolarmente utile nelle condizioni anguste del campo. Nel corso dello sviluppo dell'IIoT, un numero sempre maggiore di sensori intelligenti e di altri partecipanti viene dislocato all'interno delle macchine e richiede una fornitura di dati e di alimentazione in spazi ridotti. Un nuovo sviluppo è
TRE PASSI VERSO LA GIUSTA INTERFACCIA ETHERNET
1. QUALE VELOCITÀ È RICHIESTA?
Quale velocità di trasmissione dei dati richiede l'applicazione. È sufficiente Fast Ethernet o è necessario Gigabit Ethernet? Per questo è necessario progettare la tecnologia di connessione e il cablaggio a due coppie per Fast Ethernet (fino a 100 Mbit/s) o a quattro coppie per Gigabit Ethernet.
ESEMPIO:
Sensore di visione compatto con conformità PROFINET
Questi sensori di visione forniscono immagini ad alta risoluzione e pertanto l'interfaccia dati deve essere progettata per Gigabit Ethernet. Altri requisiti sono la robustezza e l'ingombro ridotto. L' interfaccia ix Industrial® è adatta per semplici applicazioni IP20 o l'interfaccia M12 X-coded come interfaccia IP65/67 impermeabile e resistente alla polvere. Entrambe le interfacce sono inoltre conformi a PROFINET.
2. QUALI SONO I REQUISITI AMBIENTALI?
In quale ambiente deve essere utilizzata l'applicazione? I requisiti ambientali indicati di seguito sono rilevanti per la scelta del progetto e devono essere presi in considerazione: - Grado di protezione (IP20 o IP65/67) - Intervallo di temperatura - Resistenza alle vibrazioni e agli urti - Resistenza climatica ed eventualmente anche chimica
ESEMPIO:
Interfacce dati su robot nella produzione di automobili
In questo ambiente sono necessarie interfacce molto robuste e facilmente sostituibili, poiché i pacchetti di cavi si usurano nel corso della loro vita utile a causa delle sollecitazioni permanenti di flessione e torsione causate dal rapido movimento dei robot. La variante 14 diHan® PushPull nella versione in metallo è perfetta per questo. Grazie al meccanismo di bloccaggio PushPull, i pacchetti di cavi possono essere sostituiti molto rapidamente, riducendo al minimo i tempi di inattività. Inoltre, questo design è disponibile con contenitori dati RJ45 o ottici, nonché con segnali e alimentazione. In altre parole, è l'interfaccia ideale per le linee di vita di dati, alimentazione e segnali. Inoltre, l'interfaccia è compatibile con AIDA e PROFINET.
3. QUAL È L'APPLICAZIONE?
Con quali applicazioni verrà utilizzata l'unità? Esistono specifiche di organizzazioni di utenti come PNO per PROFINET, ODVA per Ethernet/IP, ETG per EtherCAT, VNO per Varan, per citarne alcune? Queste considerazioni portano spesso alla scelta di un'interfaccia Ethernet standardizzata. Anche le dimensioni dell'unità e lo spazio di installazione disponibile nell'applicazione giocano un ruolo importante.
ESEMPIO:
Ingegneria meccanica e impiantisticaIn questo settore, i robustissimi connettori Han® sono la misura di tutto e, sia come Han® 3A, Han-Modular® o anche in altre versioni come l'Han® F&B per l'industria alimentare e delle bevande, sono disponibili modelli RJ45 o M12 con codifica D o X che possono essere utilizzati anche per diversi protocolli Industrial Ethernet.