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Industrielle Automation 5/2015

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Industrielle Automation 5/2015

Optische

Optische Verbindungstechnik mit Bestleistung Sebastian Güse Lichtwellenleiter – so lassen sie sich komfortabel im Feld konfektionieren Datenverbindungen mittels Lichtwellenleiter sind nicht nur schnell. Im Vergleich zu Kupfernetzwerken sind sie unempfindlich gegenüber EMV-bedingten Störspannungen. Doch welche LWL ­Fasertypen gibt es? Worin unterscheiden sie sich und wie leicht lassen sie sich im Feld konfektionieren? Um alle Vorteile optischer Verbindungen in einem Netzwerk nutzbar zu machen, kommt es auf die reproduzierbare Qualität der Verbindungen an. Das bedeutet, dass erforderliche Systemparameter - etwa die Dämpfungseigenschaft - nicht überschritten werden dürfen. Damit dies so ist, werden im Feld überwiegend fertig konfektionierte Leitungen eingesetzt. Aber auch das Konfektionieren im Feld in hoher Qualität findet immer häufiger Verwendung: Moderne Werkzeuge sowie einfache und schnelle Konfektionierschritte ermöglichen eine weitaus höhere Flexi bi - Sebastian Güse B.A., Produktmanager Field Device Connectors, Phoenix Contact GmbH & Co. KG, Blomberg lität. So sind variable Verbindungslängen je nach Kundenwunsch vor Ort möglich, sie müssen nicht vorher aufwendig geplant werden. Zudem bieten Polymer- und Quarzglasfaser die Möglichkeit, die konfektionierbaren Steckverbinder erneut zu v erwenden. Faserunterschiede der Lichtwellenleiter Bei den Fasern der Lichtwellenleiter werden drei Arten unterschieden: POF (Polymeric Optical Fiber), PCF (Polymer Clad Fiber) und GOF (Glass Optical Fiber). Jede dieser Fasern kann zuverlässig und einfach im Feld konfektioniert werden. Die POF-Faser ist eine Kunststoff-Faser zur Datenübertragung für Kurzstrecken; die Faserkerngröße beträgt 980/1 000 µm. In der Praxis werden Übertragungsgeschwindigkeiten von etwa 100 Mbit/s bei 50 m Leitungslänge erreicht. Daher wird die Polymerfaser hauptsächlich im industriellen Fast-Ethernet im maschinennahen Umfeld eingesetzt. Als Steckverbinder kommt dabei meist der SC-RJ zum Einsatz. Dazu gibt es Werkzeuge, die alle SC-RJ- Steckverbinder - IP20 wie auch IP65/67 - konfektionieren können. Lichtwellenleiter mit Quarzglaskern und Kunststoffmantel Die PCF-Faser ist ein Lichtwellenleiter mit Quarzglaskern und einem speziellen Kunststoffmantel. Der Faserkern ist hier typischerweise 200/230 µm groß – wahlweise mit Stufen- oder Gradientenindex-Faser. Die PCF-Faser ist auch als HCS-Faser (Hard Clad Silica) bekannt. Wegen der Übertragungsgeschwindigkeiten von ca. 100 Mbit/s und Reichweiten bis zu zwei Kilometer finden sich PCF-Fasern häufig in der Industriehallen-Verkabelung und in der Gebäude - automatisierung. Für die Schnellmontage-Steckverbinder SC-Duplex und SC-RJ in den Schutzklassen IP20 und IP65/67 gibt es ebenfalls praktische Werkzeuge. Dabei entfallen für die PCF-Fasern aufwändige Arbeitsschritte wie Kleben und Polieren. Der Zeitaufwand lässt sich so erheblich reduzieren. Das neue PCF-Werkzeug von Phoenix Contact ist mit der neuen SC-Ferrule in der Lage, auch den Fasertyp 50/200/230 µm zu konfektionieren. Hier ist ein OM2-Quarzglaskern implementiert, der Übertragungsraten von bis zu 10 Gbit/s ermöglicht. Glasfaser aus hochreinem Quarzglas Die GOF-Faser ist die Glasfaser im eigentlichen Sinne. Im Jahre 1970 wurde die erste Glasfaser produziert, die Signale ohne große Verluste über längere Strecken übertragen konnte. Vorteile dieser Faser, die - damals wie heute – aus hochreinem Quarzglas besteht, sind die hohe Bandbreite sowie die geringe Dämpfung. Bei Multimode-Fasern können Datenraten von etwa 10 Gbit/s bis 500 m Reichweite übertragen werden. Die Singlemode-Faser kann sogar Datenraten von 10 oder 40 Gbit/s bei einer Reichweite von bis zu 40 Kilometer übertragen. Typische Einsatzgebiete sind Telekommunikation und Weitverkehrstechnik, aber auch zunehmend Industriehallen-Verkabelung und Gebäude automatisierung. Auch hier bietet das Unternehmen Phoenix Contact ein Werkzeugset sowie neue wiederverwendbare Steckverbinder an, mit denen neben der 50/125 µm Multimode-Faser zukünftig auch die 9/125 µm Singlemode- Faser konfektioniert werden kann. Konfektionierungsbeipsiel: POF Mithilfe eines präzisen Abmantel-Werkzeugs wird der Kabelmantel auf einfache Weise entfernt. Dieses Werkzeug wurde so konstruiert, dass die Schneide keine Möglichkeit hat, die Fasern zu verletzen. Das Füllmaterial der Leitung wird zunächst mit der Aramid-Schere aus dem Werkzeug-Set abgeschnitten. Dann kommt das eigentliche Konfektionier-Werkzeug zum Einsatz: Die beiden Fasern werden gleichzeitig auf eine Länge gekürzt. Als nächstes werden für den SC-RJ in der Schutzart IP20 der Knickschutz – oder für den SC-RJ in der Schutzart IP65/67 das Gehäuse - über die Einzelfasern geschoben. Dann werden die Einzeladern mit der speziell von Phoenix Contact 50 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2015

SPECIAL I ANSCHLUSSTECHNIK entwickelten Präzisionsklinge geschnitten. Jetzt müssen nur noch die einzelnen Fasern mit dem gleichen Werkzeug abisoliert werden. Zuletzt werden die Fasern in den SC-RJ-Steckverbinder geführt und verschraubt. Das IP65/67 Gehäuse wird bis zum Steckverbinder vorgeschoben und montiert. Konfektionierung von PCF, GOF Wie bei der Polymerfaser wird auch bei PCF-Fasern der Kabelmantel zuerst entfernt. Knickschutztülle und Crimphülse des Steckverbinders werden über die einzelnen Fasern geschoben, dann werden die Fasern abisoliert. Der im Werkzeug-Set vorhandene Wire-Stripper entfernt das Coating der Fasern separat. Auf die nun vorbereitete Faser wird die 2,5 mm Ferrule aufgeschoben, sodass die Faser hervorsteht. Daraufhin wird mit der im Set enthaltenen Crimpzange die Ferrule mittig angecrimpt. Anschließend erfolgt an der Ferrulen-Stirnseite das Brechen der Faser mit dem zangenähnlichen Cleaver. Durch Schließen des Cleavers bricht die überstehende Faser kontrolliert ab ohne vorzustehen. Die Ferrule kann dann in einen SC-Klemmkörper verrastet werden. Neben dem SC-Duplex kann so auch ein SC-RJ konfektioniert werden. Auch für den Fasertyp GOF gibt es eine neue und vereinfachte portable Konfektionierlösung für den Einsatz im Feld. Näheres dazu finden Sie: http://bit.ly/1JGmIVw www.phoenixcontact.de 01 Der einteilige Push-Pull-Steck verbinder vom Typ Advance schützt vor unbeabsichtigtem Lösen 02 Mit dem wiederverwendbaren LC-Steckverbinder werden Patch-Kabel und Pigtails ohne Kleben und Polieren konfektioniert LWL-Technik für Einsteiger und Fortgeschrittene Neben den Konfektionier-Werkzeugen für die drei Fasertypen POF, PCF und GOF bietet Phoenix Contact weiterführende Informationen. So sind über die Internet-Präsenz des Unternehmens Schulungs-Videos zu finden, die den Konfektionier vorgang detailliert erläutern. Darüber hinaus bietet Phoenix Contact regelmäßig Seminare zur Lichtwellenleiter (LWL)-Technik für Einsteiger und Fortgeschrittene an. Mehr dazu unter www.phoenixcontact.de/seminare igus ® meine-kette ... chainflex ® hält ... News ’15 ... 3 Jahre Garantie auf alle chainflex® Leitungen Garantie igus.de/alle_kabeltests Monate oder bis zu 10 Mio. Doppelhübe, bei Leitungen der chainflex ® M- Familie bis zu 5 Mio. garantiert Getestet: chainflex ® hält oder Geld zurück Einzigartige Garantie für alle igus ® Leitungen: 36 Monate bzw.10 Millionen Doppelhübe (5 Millionen bei chainflex ® M). Planbare Sicherheit durch das mit 1.750 m 2 größte Testlabor für bewegte Leitungen, über 700 parallel laufende Test pro Jahr mit 2 Milliarden Hüben. Diese motion plastics ® News finden Sie unter igus.de/Garantie igus ® GmbH Spicher Str. 1a 51147 Köln Tel. 02203-9649-800 info@igus.de Monate 36Garantie plastics for longer life® Besuchen Sie uns: Motek - Halle 4 Stand 4310, EMO, Mailand - Halle 3 Stand E10/F07 Igus.indd 1 08.09.2015 15:50:15 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2015 51