60 Prozent schneller

Industrieelektronik

Anschlusstechnik – Sehr einfach zu installieren sind die neuen Patch-Panel für Ethernet-Netzwerke von Phoenix Contact. Außerdem stellen sie sich leicht auf die jeweilige Anwendung ein.

14. März 2018

Ethernet ist auf dem Vormarsch, Planer und Anlagenprojektierer müssen die am besten geeigneten Netzwerkkomponenten auswählen. In der Infrastruktur unterstützen Patch-Panel dabei, die im Netz installierten Geräte einfach, sicher und strukturiert miteinander zu verbinden.

Bei Patch-Panels – wie etwa von Phoenix Contact – handelt es sich um passive Komponenten, die zwei Segmente oder Ebenen miteinander koppeln – beispielsweise eine starre mit einer flexiblen Verlegung. In der Automatisierung dienen sie als Schnittstelle zwischen der internen Schaltschrank-Verkabelung und den Netzwerkteilnehmern, die außerhalb des Schaltschranks verbaut sind. So kann bereits bei der Anlagenprojektierung der Punkt festgelegt werden, an dem die Leitung später vor Ort aus der Feldverkabelung im Schaltschrank aufgelegt wird.

Sämtliche Komponenten, die der Schaltschrank umfassen soll, werden vorinstalliert. Während der Inbetriebnahme der zugehörigen Anlage beim Endkunden müssen also lediglich die Feldleitungen gezogen werden. Die Patch-Panels befinden sich im unteren Bereich des Schaltschranks neben der Kabeleinführung, sodass die Inbetriebnahme-Mitarbeiter keine Kabelkanäle mehr öffnen müssen. Die interne Schaltschrank-Verdrahtung ist schon im Vorfeld mit vorkonfektionierten Patch-Leitungen umgesetzt worden. Durch den einfachen Anschluss der Ethernet-Leitung an das Patch-Panel entfällt folglich die aufwendige Montage eines RJ45-Steckverbinders mit speziellem Werkzeug.

Netzwerke strukturiert aufbauen

Bei der Projektierung fordern CAD-Systeme für jede Schnittstelle oder Komponente eine eindeutige Betriebsmittel-Kennzeichnung (BMK). Deshalb verfügen die Patch-Panels auf der Vorderseite über eine ausreichend große Freifläche mit Markierung zum Aufkleben eines BMK-Etiketts. So lassen sich Netzwerke in der Projektierungsphase strukturiert aufbauen, und vor Ort kann auf einfache Weise ein störungsfreier Betrieb sichergestellt werden.

Acht neue Patch-Panels von Phoenix Contact bieten eine Vielzahl verschiedener Anschlusstechnologien. Aufgrund der einfachen, schnellen und sicheren Installation wird im Vergleich zu herkömmlichen Patch-Panels bis zu 60 Prozent Zeit eingespart. Je nach gewählter Variante legt der Anwender die schaltschrankübergreifende Feldverkabelung einfach auf Schraub-, Push-in- oder IDC-Anschlussklemmen auf.

Neben der meist verwendeten Schraubanschlusstechnik erlaubt die Push-in-Klemme eine komfortable Ankopplung. Die größte Zeitersparnis eröffnet aber die IDC-Schnellanschlusstechnik. Bei diesem Schneidklemmverfahren werden die Einzeladern nicht mehr abisoliert, sondern die Drähte einfach in den Schacht geschoben und die Klemme mit dem Finger zugedrückt. Auf der Unterseite des geöffneten Deckels ist der Farbcode zum Anschließen der Drähte abgedruckt. Eine Strichmarkierung zeigt die korrekte Abmantellänge des Kabels an.

Nachdem der Anschluss erfolgt ist, wird der Klappdeckel geschlossen. Er bedeckt jetzt den Anschlussraum der Feldkabelseite mit den Anschlussklemmen sowie der Schirmkontaktierung und sorgt so für ein einheitliches Installationsbild. Abgesehen vom optischen Aspekt werden die empfindlichen Anschlussdrähte somit vor äußeren Einflüssen geschützt. Die weitere Ankopplung an die Endgeräte geschieht dann mit vorkonfektionierten RJ45-Patch-Kabeln. Wegen der voll geschirmten Leitungsführung der kompakten Rangierfelder beträgt die Übertragungsbandbreite bis zu einem Gigabit pro Sekunde. Der Betriebstemperaturbereich von -40 bis +75 Grad Celsius ermöglicht den Einsatz in vielen industriellen Bereichen.

Die Patch-Panels der neuen Produktfamilie PP-RJ und PP-RJ-F verfügen über eine neue Art der Schirmkontaktierung. Sie erlaubt den werkzeuglosen Anschluss des Kabelschirms mit einer gleichzeitigen Zugentlastung. Eine Schirm-Kontaktierungsfeder drückt das Kabel mit dem nach hinten über den Kabelmantel geführten Schirmgeflecht an eine Kontaktierungsfläche, die sich direkt auf der Leiterbahn befindet. Dazu wird das Kabel einfach in den Schacht gelegt und das Federblech mit dem Finger zugedrückt, bis es am Gehäuse verrastet.

Auf diese Weise haftet nicht nur der Kabelschirm großflächig an; das Kabel erhält zudem eine Zugentlastung von bis zu 50 Newton. Zum Lösen der Verbindung muss der Anwender die Verriegelung lediglich mit einem Schraubendreher aufhebeln. Schließt er den Gehäusedeckel nach dem Kabelanschluss mit einem leichten Druck, öffnet sich die Schirmkontaktierung selbst bei starken Vibrationen nicht. Die Schirmung ist also sicher sowie direkt über die Tragschiene mit dem Erdpotenzial verbunden. Alle auf dem Kabelschirm befindlichen Störungen können so abgeleitet werden.

Ethernet-Schnittstellen arbeiten mit niedrigen Signalpegeln bei hohen Frequenzen. Das macht sie besonders empfindlich in Bezug auf Überspannungen und daraus resultierende Störungen. Vor allem bei einer gebäude- und schaltschrankübergreifenden Verkabelung sind die Geräte bei einkoppelnden Spannungen gefährdet. Darum umfassen die vier Varianten der Serie PP-RJ-F als erste Patch-Panels für die Tragschiene einen integrierten Überspannungsschutz. Dabei ist der feldseitige Port als Überspannungsschutzschnittstelle gedacht. Je nach Variante ist er entweder als RJ45 oder Anschlussklemme unter dem Deckel ausgeführt, sodass die acht Signalwege geschützt sind.

Ist die Installation durch unterschiedliche Potenzialbezüge gekennzeichnet, können Ausgleichsströme über den Kabelschirm fließen. Das kann zu einer Beschädigung der teuren Netzwerkgeräte führen oder die Kommunikation stören. Daher besitzen die Patch-Panels für Kabelverbindungen mit PoE eine patentierte Schirmstromüberwachung zur einfachen Diagnose. Vorhandene Ausgleichsströme oder eingekoppelte Ströme werden messtechnisch ermittelt und über eine LED angezeigt. mk

Die von den Ethernet-Patch-Panels unterstützten Anschlusstechniken werden auch in der neuen Produktfamilie der PoE-Injektoren verwendet. Phoenix Contact hat das bestehende Programm hier um zwölf Geräte erweitert. Mit den PoE-Injektoren werden im Feld installierte Geräte über ein Kabel mit Daten und Spannung versorgt. In die neuen Komponenten ist erstmals die Funktion eines Patch-Panels integriert worden. Neben der großen Auswahl unterschiedlicher Anschlussklemmen bieten sie somit eine schnelle, werkzeuglose Kabelschirm-Kontaktierung bei gleichzeitiger Zugentlastung.

Darüber hinaus verfügen die PoE-Injektoren INJ 2000… über einen Überspannungsschutz und eine Schirmstromüberwachung.

Erschienen in Ausgabe: 02/2018