FOKUS: VERDI FOR KUNDEN

Transkript

1 14 HARTING - Teknologisk nyhetsbulletin FOKUS: VERDI FOR KUNDEN Vindenergi Gjestebidrag fra ENERCON-gründer Aloys Wobben IT for automatisering Ett nettverk for alt Mikroteknologi RFID-transpondere i Automatisert Produksjon People Power Partnership harting tec.news 14 (2006)

2 leder Dietmar Harting Vår målsetting er å gi kundene ytterligere fordeler ved å implementere teknologiske Endringer og Fremskritt Kjære Lesere, Overskriften stadfester den primære målsettingen i selskapet vårt. Mer enn 50 år har gått siden harting startet en verdensomspennende industritrend, nemlig prinsippet om kontakter i industrielle applikasjoner. Takket være denne innovasjonen har vi oppnådd en ledende posisjon innen den elektriske konnekteringsteknologien, og Han-kontaktene er både vel kjent og godt etablerte på verdensmarkedet. Det er også mange andre produkter som plasserer oss i en ledende posisjon. Men, hvordan vil fremtiden for denne industrien komme til å se ut? I industrien spiller konnektorteknologi en stadig større og viktigere rolle i sammenkopling av maskiner, maskingrupper og fabrikkbygninger i nettverk. Konvergensen mellom kontor- og fabrikkskommunikasjon, samt stadig større krav til fleksibilitet og stabilitet for infrastrukturen i energiforsyningen, representerer de nye og spennende utfordringene konnektorindustrien står overfor. harting fokuserer på disse utfordringene. I vår siste kundeundersøkelse viste det seg ganske klart at harting rangerer som ofte foretrukken partner fordi vi står for førsteklasses kvalitet, pålitelighet, funksjonalitet, nye løsninger og ypperlig kundestøtte. Dette er et signal til våre folk, og meg selv, om å fokusere på konsekvent og dynamisk videreutvikling av våre sterke sider. Vi ser muligheten for ytterligere verdiskapning innenfor våre kunders verdikjede, spesielt med vår kombinerte innfallsvinkel når det gjelder rådgivning og støtte: Ett ansikt mot kunden. Vi møter disse kravene ved å kontinuerlig integrere harting Technology Group med det vi kaller Connectivity & Networks. Som et applikasjonseksempel for Connectivity and Networks viser jeg til den industrielle arena og dens tre livslinjer nemlig industriell kommunikasjon, 24 V kraftforsyning og 400 V kraftforsyning. Som industriell spesialist, har vi sammen med våre kunder staket ut en kurs for fortsatt vekst for neste tiårene. På Hannover messen 2006, fra den 24. til den 28. april, vil vi demonstrere fordelene vi tilbyr våre kunder eller uttrykt i tråd med tittelen på dette nummeret områdene hvori vi øker verdien for kundene. Dette nummeret av vårt teknologimagasin presenterer en mengde eksempler på hvordan vi lever opp til vårt selskaps første målsetting, dag etter dag, år ut og år inn. Energisektoren er et annet applikasjonsområde hvor vår kunnskap og våre løsninger gir verdifulle bidrag. Det gleder oss at Aloys Wobben, ingeniør, grunnlegger av- og administrerende direktør i ENERCON GmbH tar opp emnet Energivending Fremfor Klimaendring i sitt innlegg. Lojale overfor vårt korporative motto Mennesker Kraft Partnerskap, kan vi se tilbake på et langt og fruktbart partnerskap med ENERCON. Vår felles målsetting er ganske enkelt å sammen oppnå de best mulige løsningene. Forresten, fotografiet på denne doble siden en nøkkelkomponent i vår kampanje harting. One for the Ethernet, viser vår kollega Jens Grunwald. Med dette sluttes sirkelen; Jens Grunwald har, sammen med andre kollegaer, håndtert ENERCON over flere år. Kjære lesere, vi takker for deres lojalitet i løpet av årene som har gått, det være seg som kunde eller leverandør, teknologipartner eller journalist, organisasjonsrepresentant eller som interessert leser. Jeg vil personlig garantere for at vi nå og i fremtiden vil fortsette å arbeide hardt og kompromissløst for å oppnå våre målsettinger med ett klart objektiv for øyet: Verdi for kundene. Jeg håper dere vil hygge dere med siste nummer av tec. News. Vennlig hilsen, Dietmar Harting 2 harting tec.news 14 (2006)

3 3

4 gjestebidrag Aloys Wobben Nye Energikilder fremfor Klimaendring Energi får verden til å gå rundt. Energi gir grunnlag for ideer. Energi driver oss kontinuerlig mot nye prestasjonsnivåer. Siden energi er så essensielt for oss må vi forsikre oss om at det vil være tilstrekkelig energi tilgjengelig for oss, både nå og i fremtiden. Vi må også forsikre oss om at hva som er bra for oss mennesker også er bra for miljøet. Utnyttelse av vindkraft spiller en viktig rolle i å sikre energi for fremtiden. 4 harting tec.news 14 (2006)

5 INGENIØR ALOYS WOBBEN, GRUNNLEGGER AV OG ADMINISTRERENDE DIREKTØR I ENERCON Ingeniør Aloys Wobben grunnla ENERCON GmbH i 1984, hvorpå han la grunnlaget for en økonomisk-økologisk vending i det tyske vindkraftmarkedet. Utviklingen og produksjonen av verdens første girløse vindkraftstasjon i 1991 representerte et nytt og fremtidsrettet fremsteg for selskapet. Dette tidligere ukjente konseptet ga nytt liv til selskapets slagord: Energi til verden. ENERCON har i dag om lag ansatte på verdensbasis. Per 31. desember 2005 hadde selskapet installert vindturbiner over hele verden, ensbetydende med en total produksjon på kw. 5

6 Det globale energibehovet vokser. I tillegg til et stigende forbruk øker avhengigheten av importerte råmaterialer, som for eksempel olje, gass og uran. Stadig stigende priser på råmaterialer akselererer kostnadsøkningene for energi. Med henblikk på den globale mangel på råmaterialer vil denne utviklingen bare fortsette, og det enda mer dramatisk enn hva vi erfarer i dag. De første pionerene innen vindkraft var modige og fremsynte. Til å begynne med ble de ledd av, men i dag forstår alle at fornybare energikilder blir viktigere og viktigere, dag for dag, hvilket bekreftes av de stadig økende kostnadene for fossile energikilder. KLIMAENDRING GRUNNET DRIVHUSEFFEKT Om lag 60% av dagens kraftforsyning i Tyskland er basert på energikilder som kull, petroleum og naturgass, som alle inneholder fossilt karbon. Karbondioksid blir frigitt under forbrenningen av disse brennstoffene og forårsaker en varig ødeleggelse av den naturlige balansen i klimasystemet vårt. Karbondioksidutslipp sammen med andre giftige utslipp, står for ødeleggelsen av det beskyttende skjoldet i jordens stratosfære, noe som med sikkerhet resulterer i at farlig stråling fra solen kan nå biosfæren ufiltrert. Klimaendringer, luftforurensning og sykdommer hovedsakelig kreftsykdommer er alle resultater av et naturlig filtersystem som er defekt. Selv konsekvensene av global oppvarming alene er dramatiske. Antallet uvanlige værforhold, som forårsaker store skader og økonomiske tap, øker drastisk. Rückversicherungs AG, München har fastslått at antall store naturkatastrofer er tredoblet siden sekstiårene. Et konservativt anslag estimerer kostnadene av klimaendringene til mer enn 50 milliarder Euro per år. Alle verdens nasjoner må derfor bidra til å redusere drivhuseffekten. SIKKER KRAFTFORSYNING UTEN FORURENSNING Utnyttelse av vindkraft bidrar betraktelig til å redusere CO2-utslipp. Vindmølleparkene som allerede er i drift rundt 6 harting tec.news 14 (2006)

7 Ringgeneratoren er sentral i girløse vindkraftstasjoner. Den sikrer praktisk talt friksjonløs energiflyt. På bildet: Produksjon av en ringgenerator på ENERCON. Overvåkingselektronikk for et vindkraftverk: Vindretningsjustering, bladjustering og kontinuerlig justering av andre parametere optimerer anleggets effekt under alle værforhold. om i verdenen, med en beregnet effekt på nær 60 gw, står for en reduksjon av CO2-utslipp på om lag 90 millioner tonn. Disse vindmølleparkene har kapasitet til å produsere rundt 140 milliarder kwh, eller, om lag 1% av verdens kraftbehov. Tyskland er verdensledende når det gjelder vindkraft. Vindkraft står for 6% av kraftforbruket, noe som dokumenterer vindkraftens enorme potensial. Regionalt sett finnes det områder hvor vindkraft allerede står for mer enn 50% av den regionale kraftforsyningen. Dette beviser at sikker kraftforsyning er mulig gjennom intelligent og fleksibel vindkraftteknologi. Vindmølleparker må imidlertid ha de riktige kraftverksegenskapene for å kunne videre integrere vindkraft inn i kraftforsyningsstrukturen. Løsninger som umiddelbar kraftadministrasjon og spenningsregulering er begge tilgjengelige i dag og anvendes for kritiske situasjoner forårsaket av nettverkssvikt eller flaskehalser under normale forhold. Ytelsen til strategisk plasserte vindmølleparker er altså sammenlignbare med konvensjonelle kraftstasjoner, samtidig som de er i stand til å gi ytterligere fordeler i lokale nettverksstrukturer (se diagram). NYE ENERGIKILDER: SIKRER FREMTIDENS ENERGIFORSYNING I lys av den nåværende energisituasjonen blir hydrogen som energikilde stadig viktigere. Arbeidet med brenselsceller i bilindustrien, for eksempel, er i stor fremgang. I produksjonen av regenerativ hydrogen (vann + elektrisitet = hydrogen + oksygen) kan vindkraft brukes som en betydelig energikilde. Erstatning av fossilt brensel og atomenergi med fornybare energikilder vil bli stadig mer utbredt, til dels grunnet stigende råmaterialkostnader og behovet for å redusere avhengigheten av importerte råmaterialer. Den stigende energietterspørselen står overfor svinnende ressurser. Årlig produksjon fra en moderne multi-mw vindkraftstasjon kan dekke behovet for nesten elektriske biler Dette eksempelet viser på en treffende måte hvordan utnyttelse av vindkraft for dekning av elektriske bilers behov kan spille en svært viktig rolle i fremtiden. Strømprisene steg igjen ved årsskiftet. Og igjen, kraftleverandørene forsøker å legge skylden på fornybar energi. Fornybare energikilder står for kun 2.7% av elektrisitetskostnadene. I realiteten er det de kraftige prisstigningene 7

8 overføring understasjon servicesenter DUN ENERCON kontrollsystem EVU (P,Q) EVU linjenett Nettverksteknologi: Dagens vindmølleparker fungerer som konvensjonelle kraftstasjoner. Følgelig finnes det løsninger for både kritiske situasjoner (nettverkskortslutninger eller flaskehalser) og for normal drift (reaktiv kraftadministrasjon og spenningsregulering). i råmaterialmarkedene for energikilder som er ansvarlige for kostnadsøkningene i tillegg til redusert forsyning grunnet nedleggelser av gamle kraftstasjoner. Tidene med billig produksjon I gamle, regnskapsmessig avskrevne kraftstasjoner nærmer seg slutten. Prisene som en gang ble knyttet til konvensjonelt produsert elektrisitet kan ikke lenger fastholdes. De nåværende strømprisene tar ikke høyde for virkningene på mennesker, miljøskader, klimaendringer eller risikoen involvert ved å drive et konvensjonelt kraftverk. Dersom disse kostnadene hadde vært inkludert i regnestykket over elektrisitetsprisene, ville vindkraft allerede ha vist seg mer økonomisk enn dagens konvensjonelle energikilder. Vindkraft er velkonstruert avansert teknologi som er blant de mest kostnadseffektive fornybare energikildene. ENERGIKOSTNADENE MÅ FORBLI OVERKOMMELIGE På lang sikt vil mangelen på råmaterialer føre til en drastisk prisøkning på fossile energikilder. Prisdifferansen til den angivelig for dyre miljøvennlige energien vil forsvinne svært kvikt da vindbasert kraft vil bli mer og mer kostnadseffektiv ettersom vindkraftteknologien er under kontinuerlig utvikling, og flere kraftigere vindmølleparker blir satt i drift. Omsider fremtvinger det degressive konseptet fra den tyske fornybare energilovgivningen (Erneuerbare Energien- Gesetz, eller EEG) kontinuerlig nyskapning. Den faktiske kostnaden for vindkraft har falt med mer enn 50% I løpet av de siste ti årene, og vil fortsette å falle også I fremtiden. Vindmølleparkenes økende effektivitet har spesiell betydning i denne sammenheng. Vindkraftstasjonsprodusenten ENERCON leder an som et godt eksempel her. En ny rotorbladgeometri, som ble introdusert i 2004, øker fortjenesten betydelig, reduserer lydforurensning, begrenser kreftene som vindkraftstasjonen utsettes for og er et strålende eksempel på hvilke nyskapende krefter den fremadstormende teknologi besitter. Nåværende tårnhøyder på over 100 meter er også et eksempel på de teknologiske fremskritt som fører til økt effektivitet. Et patentert stormkontrollsystem sikrer vindmølleparkens tilgjengelighet, selv ved vindhastigheter som overstiger 25 m/s, eller rundt 90 km/t. Skulle det bli storm i kastene vil anlegget redusere effekten under kontrollerte former og forbli tilknyttet nettverket fremfor å bli avslått. Det er særlig på steder med sterke vinder og vindkast denne funksjonaliteten forebygger inntektstap, samtidig som den hjelper til med å avlaste kraftnettverket med overbelastninger. Nye multi-megawattanlegg generer like mye elektrisitet på en dag som en vindkraftstasjon gjorde på ett år i Dette viser klart den enorme teknologiske utviklingen som 8 harting tec.news 14 (2006)

9 finner sted i denne unge industrisektoren. Nye store anlegg byr på meget lovende fremtidsutsikter. De legger grunnlaget for bedre utnyttelse av begrensede installasjonsområder og setter fart i repowering utskifting av eldre og mindre anlegg med anlegg i megawattklassen. Den positive utviklingen innen vindkraft i Tyskland følges med stor interesse utenfor landets grenser. Det faktum at tysk vindindustri allerede har eksportert over 50% av sin verdiskapning i 2004 bekrefter den økende interessen andre land viser for tysk vindkraftteknologi. VIKTIGE FORUTSETNINGER FOR MENNESKEHETEN Alt tyder på at den globale kraftforsyningen vil gjennomgå flere store forandringer over de neste 20 årene enn hva som har vært tilfelle i løpet av de to siste tiårene. Vi må i fellesskap være med på å forme denne overgangen i energiproduksjon på en positiv måte. Operatører innenfor utvinning av fornybare energikilder står overfor store utfordringer ved å ta et kjempestort ansvar for å bygge og utvide kraftforsyningssystemer for fremtiden. Bærekraftig kraftforsyning er helt nødvendig for menneskeheten. En ting er sikkert: Den intensive utnyttelsen av vindkraft, kombinert med andre regenerative energikilder og lagringsmuligheter for elektrisitet er uunnværlige. Denne innsikten er akkurat det som skal drive oss videre i våre anstrengelser for å oppnå en energivending i stedet for klimaendring. 9

10 Konnektivitet & Nettverk Andreas Huhmann Automatiserings-IT fra HARTING Automatiserings-IT er implementering av ett enkelt og universelt Ethernet-basert kommunikasjonsnettverk for administrasjon og produksjon. Dette begrepet bringer automatiseringen enda et steg fremover når det gjelder kvalitet, produksjonskapasitet og fleksibilitet. I tillegg til å være gode nyheter for toppledelsen i produksjonsselskaper, fører dette også til mange fordeler i form av nye anvendelsesfelter for nettverksplanleggere og automatiseringseksperter. 10 harting tec.news 14 (2006)

11 Med den lenge etterspurte ufiltrerte innføringen av IT i produksjonen, blir samsvar og kontinuitet i kommunikasjonen fra kontor til produksjonsenhet nå mulig. Dette fordi automatiserings- og kontorapplikasjoner nå deler en felles kommunikasjonsstruktur uten kunstige grenser, som for eksempel gateways. Ved å tilby en lang rekke spennende, fremtidige nettverk for Automatiserings-IT, profilerer harting seg som en nyskapende nettverksspesialist. AUTOMATISERINGS-IT: ETT NETTVERK FOR ALT Automatiserings-IT innebærer å slå sammen nettverk som tidligere kjørte parallelt med hverandre på feltbusser i industrielle applikasjoner. Dette innebar spesielle nettverk for diskløsninger, for sikkerhetsapplikasjoner eller for MES-integrasjon. Ved å fungere som en integrerende bro, forbinder MES-systemer ordrebehandlingen på ERP-nivå med kontrollsystemene på produksjonsnivå. Resultatet er et universelt Ethernet-basert nettverk for administrasjons- og produksjonsenheter. ENKELT, RASKT OG SIKKERT: ETT AUTOMATISERT IT-NETT- VERK Aktive og passive komponenter er kritiske for funksjonaliteten av et kommunikasjonsnettverk, og implementeringen av disse er derivert ut fra nettverksstrukturen. En IT-svitsj, for eksempel, er optimalt tilpasset stjernenett. Spesielt stjernestrukturen konkretiserer det grunnleggende prinsipp i kontoranvendelser, hvor det er mange arbeidsstasjoner med tilnærmet like egenskaper i umiddelbar nærhet av hverandre. Innen produksjon er den industrielle strukturen også derivert ut fra gitt utnyttelse, altså hvordan produksjonsenheten er arrangert hva automatisering angår. Materialadministrasjon er et representativt eksempel her, hvor disker vanligvis blir koblet til en og en i linje. Nettverket for kommunikasjon føl- Kontor IT Svitsj Kontakt Nettverkstruktur for Automatiserings-IT LINJE/RING STJERNE Kontrollskap Kontrollskap HYBRID LINJE Kraftforsyning 24 Volt Automatiserings-IT nettverkskomponenter IP67 Svitsj In-Between Svitsj IP30 Svitsj Kontrollskap Kontrollskap Automatiseringsutstyr SPS Disk PC HMI Robot/modul I/O enhet EQP: utstyr (equipment) TO/AO: telekommunikasjon kontakt/apparatkontakt Aktiv nettverkskomponent (svitsj) Sikkerhetsmodul Systemmiljø for Automatiserings-IT 11

12 ger denne strukturen. I mange applikasjoner er det som regel ikke mulig å fremskynde produksjonen på samme måte som på et kontor fordi nettverket tilhører systemmodulen. I stedet blir modulen produsert og testet av en leverandør. Integrasjonen med nettverket finner så sted i produksjonsenheten, fortrinnsvis på en oversiktlig måte uten systemavbrytelser. For å sikre vekselvirkning innad og mellom moduler i slike LINJE/RING IP67 Svitsj Desentralisert IP67 Kontrollskap In Between IP IP67 & IP30 In-Between Svitsj Konfigurasjoner av Nettverkskomponenter IP30 Svitsj Kontrollskap Sentralisert/ Desentralisert IP30 IN-BETWEEN SVITSJER MED IP67 OG IP30 BESKYTTELSESGRAD In-Between konseptet muliggjør integrasjon av svitsjeskap i nettverk på en spesiell måte. Det tillater en Ethernet forbindelse med IP67 og IP30 innenfor svitsjerkapet. In-Between svitsjeren står følgelig mellom automatiseringsapplikasjonen og nettverket. PROFINET og ledelsesfunksjoner kan integreres fullstendig. Kontrollskap Kontrollskap STJERNE HYBRID LINJE DESENTRALISERT ELLER SENTRALISERT ARRANGEMENT MED IP30-SVITSJER En IP30-svitsj brukes der maskiner er koblet i et stjernestrukturnettverk. I sin uadministrerte konfigurasjon representerer den et konsolideringspunkt for overføring av informasjon til nettverket. IP30-svitsjer er karakterisert ved å være lett monterbare på topphattskinner, standarden innen montering av utstyr i svitsjeskap. Kraftforsyning 24 Volt Industrielle nettverksstrukturer tilfeller, behøves nettverkskomponenter tilpasset den respektive installasjonsfilosofi. DESENTRALISERT OPPSETT MED IP67 BESKYTTELSESGRAD IP67-komponenter passer for en enkel installasjon av et desentralisert automatiseringskonsept. Disse komponentene kan bli brukt direkte i en industriell enhet uten spesielle beskyttelseskrav. IP67-arrangementet muliggjør derfor en ekstremt fleksibel implementering av den spesifiserte struktur, slik som lineær struktur eller ringstruktur. ØKENDE RELEVANS FOR INDUSTRIELLE SVITSJER I de tidlige faser av overgangen til Ethernet for noen år siden var den vanlige antagelsen at aktive nettverkskomponenter først og fremst trengte lokal diagnostikk i et industrielt miljø uten utvidede administrasjonsfunksjoner. I dag derimot, er det enighet om at det er behov for et betydelig større virkefelt hva administrasjon angår. 400 V 24 V Ethernet Mellomfordeler IT-nettverk Automatiseringsnettverk Separate nettverk for IT og automatisering 12 harting tec.news 14 (2006)

13 Svitsjeadministrasjon er derfor nødvendig i industrien for å kunne administrere pålitelige funksjoner i både automatiseringsapplikasjonene og IT-applikasjonene. Valget av hvilket administrasjonsnivå som er hensiktsmessig for hvilken applikasjon, avhenger ikke bare av applikasjonen, men også av miljøet automatiseringsapplikasjonen er del av. Et separat nettverk, for eksempel, uten verken vertikal integrasjon eller sikring bak brannmur, kan bli implementert med uadministrerte svitsjer. Som regel er ikke disse nettverkene brukt for automatisering, men for innsamling av driftsdata. Svitsjenes eneste funksjon bak en brannmur blir derfor som en fordeler, som ikke vil resultere i produksjonsstopp dersom den skulle svikte. Følgelig utfører svitsjer med denne funksjonaliteten veldig begrensede oppgaver. Disse enkle svitsjene er allikevel ofte anbefalt for automatiseringsapplikasjoner da enkle løsninger betyr brukervennlighet. En feltbussapplikasjon er også antatt i dette tilfellet, der stjernekoplinger, som kan sammenliknes med svitsjer i en nettverksstruktur, kun er utplassert i noen få tilfeller. Situasjonen blir en helt annen i svitsjede Ethernet-løsninger. Dette konseptet krever langt større logisk segmentering enn hva som er mulig med uadministrerte svitsjer. Sentral diagnostikk via et administrasjonsverktøy for nettverk er også til hjelp for å sikre nettverkstilgang også for fremtidige behov. harting-svitsjer med administrasjonsfunksjoner støtter så vel IT via SNMP som automatisering samtidig, gjennom særskilte integrerte feltbussapplikasjoner som, for eksempel, er brukt i PROFINET. En svitsj kan derfor være synlig to ganger, både i det diagnostiske verktøyet og i nettverksadministrasjonen. HØY FUNKSJONALITET OG DAGENS BRUKERVENNLIGHET: SVITSJER FOR ALLE APPLIKASJONER 1. I tillegg til standard Ethernet i layer 2, er uadministrerte svitsjer utstyrt med grunnleggende funksjoner for PROFINET og ETHERNET-IP. 2. SmartCon er et system som utnytter nye, mer praktiske og omfattende muligheter innen konfigurasjon av uadministrerte svitsjer for brukere. Følgende funksjoner kan nå bli konfigurert av SmartCon: Portprioritering Industriell applikasjon Auto-negotiation per port Multicast-filtrering per port Full/halv-duplex per port Parallell redundans Port cutoff per port Signaliserer kontaktaktivering per port 10 eller 100Mbps per port 3. I tillegg til det vanlige SNMP-baserte administrasjonsverktøyet, støtter administrerte svitsjer Web-basert administrasjon som er enkelt å bruke gjennom en nettleser. 4. I tillegg til SNMP-administrasjon, tilbyr managed-pluss svitsjer utvidede funksjoner som PROFINET I/O-funksjon eller IGMP-snooping som anvendes for Ethernet IP. AUTOMATISERINGS-IT OVERGÅR NÅVÆRENDE STANDARDER Overfladisk sett, følger nå den internasjonale standardiseringen for passiv infrastruktur samme bane som fysisk separasjon av automatisering og IT-nettverk. Automatisering er beskrevet som en egen øy innenfor det industrielle bygningsnettverket. Det industrielle bygningsnettverket, som definert av ISO/IEC24702-standardiseringen, er ikke lokalisert på denne øyen. Verden på øyen er beskrevet av IEC En nærmere titt på disse utkastene til standarder, avdekker imidlertid at begge standarder også legger til rette for et universalt nettverk. Familien av harting Push- Pull koplinger dekker den generiske standarden for ISO/IEC og PROFINET-standarden for IEC Ett universelt automatiserings IT-nettverk kan således bli etablert basert på denne konnektorfamilien. Dette samspillet av nettverk, som også kan kalles konvergens, er essensielt for å få utløst den positive synergien og de ønskede brukerfordelene. For å oppnå dette er det imperativt at behovene til både IT- og automatiseringsmiljøene tilfredsstilles. harting møter disse behovene med slagordet One for the Ethernet og tilbyr de nødvendige IT-automatiseringsproduktene. Andreas Huhmann Director Market Management Division Industrial Communication and Power Networks HARTING Electric GmbH & Co. KG andreas.huhmann@harting.com 13

14 internasjonal Tomas Ledvina HC Modular 350A kontakt ut i verden på traksjonsmotorer i Trolleybusser Alle som har prøvd å reparere eller sjekke noe i motorrommet på bilen sin, har vel kommet til å banne en smule over hvor vanskelig det er å komme til, og hvor trangt det er. Så hva skal de som driver service og vedlikehold på traksjonsmotorer si? Dersom strømkablene er festet til motoren eller til en terminalblokk og du ønsker og fjerne dem fra kjøretøyet, må du kople dem fra terminalblokken eller fjerne motoren fra kjøretøyet sammen med kablene, noe som koster tid, arbeid og penger, samtidig som det representerer en risiko for å ødelegge kablene. Denne operasjonen gjøres dessuten i et område som er vanskelig å komme til og som medfører risiko for å gjøre feil, og kan gi dårlig kvalitet på arbeidet. 14 harting tec.news 14 (2006)

15 ML 3444 K/4 motor for en NEOPLAN trolleybuss, med en blank HARTING kontaktkapsling på høyre side. til en modulær HC kontakt, noe som eliminerer hele terminalblokken. Den første motoren av denne typen, med en modulær HC 350A kontakt, ble produsert i slutten av Den ble bygget inn i en SKODA 24 Tr IRISBUS som ble satt i trafikk i hjembyen, Pilsen. Løsningen overbeviste, og flere trolleybusser ble laget for Zlin og Pilsen i begynnelsen av Den vellykkede løsningen ble også overført til motoren for leddbussen SKODA 25Tr IRISBUS, som ble levert til ytterligere to Tsjekkiske byer; Zlin og Ceske Budejovice. Motorer som er direkte terminert med en modulær HC 350A kontakt Folkene ved den kjente trolleybuss-produsenten Skoda Pilsen arbeidet i lang tid med å finne en løsning, fordi det ikke disse går i Boston, USA. Halvparten er leddbusser og benyt- har hatt størst suksess i NEOPLAN trolleybusser. Seksti av fantes kontakter for så høye strømmer. Løsningen kom da ter to Skoda-motorer som drivenhet. harting introduserte sin HC-serie med sokler for 350 og Fordelene ved idéen som så dagens lys i Pilsen er så verdifulle at løsningen umiddelbart ble en hit på SKODAs stand deretter 650 A, med både aksielle- og skruterminaler. Designingeniørene ved Skoda Pilsen grep straks de nye under en utstilling i Dallas, Texas, i november. Dette er mulighetene. De brukte ikke HC-kontaktene kun som et krydderet som gjør at produsenter av trolleybusser, og nå kontaktelement mellom traskjonsmotoren og dens kraftforsyning. De integrerte kontakten i selve motorstrukturen De viktigste fordelene er: rask og feilfri installasjon og fjer- også trikker, velger denne motoren for sine kjøretøy. på en innovativ måte og skapte dermed en kompakt enhet. ning av kraftforsyningen til traksjonsmotoren, forenklet design og besparelser i materialer, tid og Statorspolene er direkte ledet og forbundet med soklene arbeidskostnader. Lubomir Kousal Technical Section, Design Department Skoda Electric, BU Traction Motors, Pilsen, Czech Republic Josef Schuster Technical Section, Design Department Skoda Electric, BU Traction Motors, Pilsen, Czech Republic 20ML 3550 K/4 motor under installasjon i en SKODA 24Tr IRISBUS. En kabelleder med et motstykke til HC modular 350A aksielle sokler vil bli tilkoplet til slutt Tomas Ledvina Product Manager EL&EC HARTING s.r.o., Prague, Czech Republic tomas.ledvina@harting.com 15

16 INTERNASJONAL Kenichi Kashima Millimeterbølger for høyhastighets kommunikasjon Hitachi Wireless Broadband Project group har vært involvert i virksomhet bestående av design, utvikling, produksjon og salg av utstyr og systemer som brukes innen kringkasting, bildeovervåking og trådløs kommunikasjon. Spesielt innen trådløs kommunikasjon har Hitachi-produktene med millimeter og submillimeter bølgelengder vært brukt hovedsakelig til høyhastighets anvendelser. I millimeterområdet benyttes stort sett 60GHz båndbredde. I Japan har standarder og regulativer for trådløs kommunikasjon siden 2000 blitt revidert med tanke på å anvende millimeterbølgelengder. Under disse nye standardene og regulativene åpnes det for, ved å bruke 60GHz båndbredde, trådløse dataoverføringer over korte avstander med bemerkelsesverdige hastigheter. Noen av applikasjonene som kan anvende 60GHz båndbredde er f.eks. super-høyhastighets trådløst LAN, trådløs bildeoverføring, millimeterbølgelengde radar, og multiple overføringer av TV-kringkasting. FORDELER/ULEMPER Bølgene i 60GHz-båndet er ikke egnet for langdistanse kommunikasjon, grunnet høy dempning i luft, sammenlignet med lavere båndbredder. På den annen side kan man oppnå bedre utnyttelse av frekvensene, ettersom samme frekvens i 60GHz båndbredde kan plasseres gjentatte ganger i et smalt bånd. En annen fordel er at det genereres svært få forstyrrende bølger i dette frekvensbåndet. En anvendt båndbredde per kanal på hele 2,5GHz gjør den svært godt egnet for overføring av massedata på korte avstander. Frekvenser blir tildelt i det lisensierte 54,25-59,0 GHz båndet og det lisensfrie 59,0-66,0GHz båndet. De to båndene velges alt etter behov og anvendelse. NYESTE UTVIKLING Hitachi har utviklet trådløse overføringsenheter med 60GHz båndbredde for mobile aksessystemer og superhøyhastighets LAN systemer. Disse er levert til jernbane- og telekommunikasjonsoperatører. For kringkastingsanvendelser er det utviklet et ukomprimert HDTV (High Density TV) overføringssystem, som har oppnådd overføringshastigheter på 1500 Mbps. Grensesnittene for disse enhetene for telekommunikasjon er 10/100Base-TX, 1000Base-SX, og 100Base-T. Standarder for 16 harting tec.news 14 (2006)

17 Millimeterbølge Antenne for elektriske signaler (RJ45 3A) Millimeterbølge Antenne for optiske signaler (Push Pull Power) kringkasting er SD-SDI (standard definition serial digital interface) og HD-SDI (high-definition serial digital interface). Derfor kan eksisterende utstyr enkelt tas i bruk. Overføringshastigheter er Mbps, som er egnet for overføring av tungt innhold og for motorveier med trådløs kommunikasjon. Slike løsninger er allerede i bruk hos brukere som jernbaneoperatører, private firma, offentlige etater og lokale myndigheter som eier sine egne kommunikasjonsnettverk. Det forventes at markedet for høyhastighets trådløs kommunikasjon vil vokse raskt. PARTNERSKAP Disse trådløse overføringsenhetene er konstruert for utendørs bruk. Derfor er påliteligheten til kontakter og komponenter, som utsettes for utendørs miljø, særlig viktig. De må være både støv- og vanntette, og være mekanisk robust nok til å kunne sikre pålitelig elektrisk forbindelse over mange år. Det er også viktig at kontakteringstiden på monteringsstedet reduseres. For å møte disse kravene har Hitachi tatt i bruk harting RJ Industrial DATA 3A kontakter med UV-beskyttede systemkabler for ledningsbundet datakommunikasjon, samt harting Push Pull kontakter for kraftforsyning til enheten. FREMTIDIGE PROSJEKTER I den senere tid har man sett stadig økende etterspørsel etter systemer som kombinerer kringkasting- og overvåkingsbilder med trådløs teknologi. Hitachi tar sikte på å utvikle ny forretningsvirksomhet for å møte denne etterspørselen, ved å integrere erfaring og teknologi innen feltene kringkasting, overvåking og trådløs teknologi. Kenichi Kashima Wireless Broadband Project Team Hitachi Kokusai Electric Co., Ltd. 17

18 Konnektivitet og nettverk Volker Sorhage Hybride Grensesnittløsninger for neste Generasjon Trådløs Aksess Trådløs bredbåndskommunikasjon kommer til å revolusjonere alle aspekter av dagliglivet, ved å muliggjøre høyhastighets forbindelse direkte til informasjonen folk trenger, når og hvor de måtte trenge den. Nye trådløse teknologier, som WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) gjør at tjenesteleverandører kan utvikle nye forretningsområder og samtidig nå ut til nye forretnings- og private kunder både i industri- og utviklingsland. Med sine spesialiserte kontaktløsninger møter harting de elektriske og miljømessige kravene til globale tjenesteleverandører, og gir et viktig bidrag til å implementere den nødvendige utendørs infrastruktur. Det er ingen tvil om at verden er i ferd med å bli trådløs med høyere hastighet og større rekkevidde enn noen kunne forestille seg. Overgangen til trådløst startet egentlig med internettrevolusjonen. Det som begynte som en mekanisme for utveksling av elektroniske data har i mellomtiden satt i gang en global etterspørsel etter 24/7 data- og kommunikasjonsløsninger. Utviklingen av Wi-Fi teknologi og hotspots er bare begynnelsen. Såkalte hotspots tilbyr brukeren mobil internettaksess innenfor et begrenset område rundt et aksesspunkt. Selv om hotspots utvider den tradisjonelle rekkevidden til internett, binder de fortsatt brukeren til en fast lokasjon. Imidlertid ønsker mange brukere mobil aksess. Det er dette behovet som vil drive konvergensen videre og transformere hele kommunikasjonsindustrien. Med dette for øyet er telekomindustrien i ferd med å utvikle nye kommunikasjonsstandarder som vil utvide rekkevidden til trådløse nettverk verden rundt. I påvente av disse nye trådløse teknologiene har nettoperatørene allerede skrudd ned takten i utrulling av fibernettverk. Ingeniørene fokuserer i økende grad på utvikling av produkter og tjenester som vil muliggjøre trådløs bredbåndskommunikasjon på bred basis. 18 harting tec.news 14 (2006)

19 BRUK TEKNOLOGI KAPASITET STANDARD REKKEVIDDE WPAN UWB Mbps IEEE a Up to 10 m WLAN WiFi Up to 54 Mbps IEEE g Up to 100 m WMAN WiMAX Up to 75 Mbps IEEE Typ km WWAN UMTS / WCDMA Up to 2 Mbps 3G Typ km Oversikt over Trådløse Bredbåndsteknologier TEKNOLOGIER FOR TRÅDLØST BREDBÅND I dag består trådløs høyhastighetskommunikasjon av flere, overlappende teknologier. Wi-Fi, WiMAX, 3G og UltraWideband (UWB) brukes for å lage den globale trådløse infrastrukturen som trengs for å levere høyhastighets kommunikasjon og global internettaksess. Mens Wi-Fi er ideelt for kommunikasjon i isolerte områder, er WiMAX og 3G nødvendig for langdistanse anvendelser. Både WiMAX og 3G kreves, fordi de har forskjellig plattformfokus. WiMAX fungerer best for datamaskinplattformer, som bærbare PCer, mens 3G er best for mobile enheter, som PDAer og mobiltelefoner. Til samenligning tilbyr UWB kortholdsforbindelser, som gjerne brukes til hjemmeunderholdningssystemer eller trådløs USB. Slik sett er hver teknologi optimalisert for sin spesifikke applikasjon. WIMAX TRÅDLØS TEKNOLOGI FOR THE LAST MILE? WiMAX er en teknologi for trådløs bredbåndsoverføring, basert på IEEE I dag må du, dersom du vil ha bredbånd, kople til via eksisterende kabler, med bruk av T1, DSL eller kabelmodem. WiMAX, som er en standard for trådløse punkt-til-multipunkt nettverk, fungerer på samme måte for de siste kilometrene som WiFi hotspots gjør for nettverkets siste tretti meter eller så i en bygning. Stort Kontor Mellomstort Kontor Lite kontor Punkt til Multipunkt Hjemmekontor Punkt til Punkt Tjenesteleverandør HARTING løsninger for trådløs nettverksinfrastruktur 19

20 Hybrid Ethernet Grensesnitt Easy Install I tillegg til forbindelser over last mile, tilbyr WiMAX forskjellige applikasjoner, som hotspots, mobil backhaul og høyhastighets forbindelser for bedrifter. På generelt grunnlag kan man si at WiMAX har en rekkevidde på opp til 50 km. WiMAX rulles ut i tre faser. I den første blir WiMAX-teknologi (i henhold til IEEE ) implementert ved hjelp av utendørs antenner som skal tjene kjente abonnenter på faste steder. I det neste trinnet inkluderes også innendørs antenner, for at operatørene skal kunne forenkle installasjon på brukersteder. Fase tre, planlagt for 2006, er basert på spesifikasjonen IEEE e. Da vil det også bli tilgjengelig nettverksmaskinvare sertifisert av WiMAX Forum, slik at brukerne kan forflytte seg fritt i tjenesteområdet og forbli tilknyttet mobilnettet. KRAV TIL NETTVERKSINFRASTRUKTUR De nye mulighetene for å tilby disse bredbåndsforbindelsene trådløst, uten å legge kabler eller ledninger i bakken, vil redusere installasjons- og driftskostnadene for å tilby disse tjenestene betraktelig. Følgelig kan WiMAX endre økonomien i alle prosjekter der kostnadene ved å legge eller oppgradere landlinjer med bredbåndskapasitet er uoverkommelig høye, som f.eks. i utviklingsland. I land som Kina, India og Mexico, der det i dag er utilstrekkelig ledningsbasert infrastruktur, kan WiMAX bli en viktig del av bredbåndsnettet. Et typisk trådløst punkt-til-multipunkt bredbånds aksessystem er som regel bygget opp av to nøkkelelementer; basestasjonen og sluttbrukerens abonnentutstyr. Basestasjonen er typisk implementert som en 19 innendørs enhet, og representerer forbindelsen til basenettet. Den benytter utendørs antenner for å sende og motta høyhastighets data til og fra sluttbrukerne, og kommuniserer med den bakenforliggende nettverksinfrastrukturen via trådløse radiolinker med fri sikt. Dette eliminerer behovet for omfattende og dyr fysisk infrastruktur og gir en svært fleksibel og kosteffektiv løsning for den siste kilometeren. Mottakeren er vanligvis direkte integrert i enheten på brukersiden, som f.eks. en bærbar PC. En annen nøkkelfaktor for oppsett av trådløs nettverksinfrastruktur er nettverkstopologien og installasjonspunktene for basestasjonene og enhetene. Dagens trådløse nettverk er typisk designet som mikrocelle- eller picocellestrukturer i tettbygde områder, med flere basestasjoner og utendørs antenner som dekker områder fra noen hundre meter til flere kilometer. Istedet for å installere komplett, sentralisert BTS- og BSC-teknologi i store 19 racksystem i spesialbygde, luftkjølte rom, vil man i fremtidige nettverksdesign se stadig mer desentralisering av utstyret, som vil bli delt opp i små, kompakte innendørs enheter med en aktiv, intelligent utendørs enhet. Utendørsenheten med radiomottaker er pakket i en robust og vanntett kapsling, og installert i umiddelbar nærhet av antennen. Den innendørs enheten forsyner utendørsenheten med ledningsbasert data og strøm. Datagrensesnittet er ofte basert på industristandarder som Gigabit Ethernet basert på kopper, eller LC fiberoptikk. Ut fra disse standard grensesnittene kan man implementere kabellengder på opp til 100 m i kopper, og m i fiberoptikk. Det gjør det mulig for nettverksoperatøren å installere utstyret for den trådløse bredbåndsinfrastrukturen raskt og fleksibelt. HYBRIDLØSNINGER FOR TELEKOM Med økende installasjon av desentralisert nettverksinfrastruktur blir installasjonstid, pålitelighet og levetid under et bredt spekter av miljømessige påvirkninger viktige suksessfaktorer for systemleverandører og nettverksoperatører. harting hjelper sine kunder med løsninger for de beste forbindelser i verden uansett hvor nettverksoperatøren 20 harting tec.news 14 (2006)

21 ler hybridkabler kan brukes. På enhetssiden er det tilgjengelig panelgjennomføringer og koplinger for integrasjon. Gjennomført bruk av OFM (overflatemonterte) komponenter for både data og strøm på enhetssiden sikrer lav produksjonskostnad og tillater høy pakketetthet i produktene. harting gjør også bruk av sin HARAX hurtige termineringsteknologi, som gjør at brukeren kan sette en kontakt på kabelen uten spesialverktøy. Utformingen av Ethernet-kontaktene muliggjør rask og enkel terminering og tilkopling til Ethernetenheter i enten rene data- eller hybridnett. Hybrid Ethernet Grensesnitt Gigalink RJ45 installerer sine systemer. harting Technology Group tilbyr en ende-til-ende grensesnittarkitektur som innebærer enkel og sikker installasjon. Det er utviklet en komplett familie med kontakter spesielt for denne typen applikasjoner i tøffe, utendørs miljø. Denne familien er basert på standard RJ45 kontakt i kopper samt LC fiberglass kontakt. Dermed er grensesnittløsninger for fremtidens desentraliserte enheter i telekominfrastrukturen tilgjengelig allerede i dag. Krav til Utendørs Telekom Kontaktløsninger Basert på industristandarder og grensesnitt som RJ45 eller LC Vann- og støvtette i IP67 og IP65 Beskyttet mot UV sollys Hybrid kablingsstruktur med integrert data og strøm EMC-Skjermet Korrosjonsbestandige materialer Enkel installasjon med kabellengder opp til 100 m for kopper og 2 km for fiberoptikk Kontaktløsninger er tilgjengelig med beskyttelsesgrad IP20 og IP65/67, i metall- eller plastkapslinger. Data- el- HYBRIDGRENSESNITT BASERT PÅ INDUSTRISTANDARDER RJ hybridkontakt er en grensesnittløsning som integrerer datalinjer og kraftforsyning i én kontakt for hybride Ethernet nettverk. Kontaktgeometrien gir likevel et klart skille mellom data- og strømkontaktene. Slik hybrid kabling for telekomapplikasjoner forenkler installasjonen betydelig, noe som resulterer i lavere totalkostnad. Ethernet Hybridgrensesnitt for telekomanvendelser er tilgjengelig i tre versjoner: EASY INSTALL RJ45 Denne Easy Install versjonen av hybridgrensesnittet er basert på en RJ45 datamodul integrert i en nyutviklet Han 3A kapsling som kan brukes i de fleste utendørs applikasjoner. Kapslingen er tilgjengelig i plast, med beskyttelsesgrad IP65 og -67. Med HARAX IDC teknologien kan brukeren kople til massive og fleksible datakabler i AWG 22 uten bruk av spesialverktøy. De fire kraftkontaktene i hybridmodulen er også utformet med HARAX hurtige termineringsteknologi, slik at tvunnede kabler opp til 1,5 mm2 kan koples til og belastes med opp til 16A og 48V. 21

22 Terminert med de korresponderende Kategori 5 hybridkablene med AWG 22 dimensjoner for datalederne, kan man oppnå en maksimal kablingslengde på 100 m, med opp til seks kontaktpar. Dette grensesnittet oppfyller full Klasse D kanal-ytelse i henhold til ISO/IEC ; 2002, som støtter 100 Mbps Fast Ethernet. Panelgjennomføringen er kompatibel med standard RJ45 kontakter, hvilket betyr at man kan bruke standard patchekabler for service og testformål. GIGALINK RJ45 Gigalink RJ45 går langt utover de tøffe kravene til Kategori 6, i henhold til TIA/EIA 568 B.2-1: , EN :2002 og ISO/IEC 11801: Kategori 6 RJ45 datamodulen er integrert i en standard Han 3A kapsling, som kan brukes i et stort spekter av røffe utendørs applikasjoner. Kapslingen er tilgjengelig i plast og metall (beskyttelsesgrad IP65/67). Kontaktene i den hybride kraftmodulen er basert på standard HAN D kontakter, slik at tvunnede kabler med tverrsnitt opp til 2,5 mm2 kan koples til og belastes med opp til 12A og 250V AC. Som alternativ er også en kraftmodul for 48V DC tilgjengelig. Fingerbeskyttelse for kontaktene både på enhets- og pluggsiden forenkler installasjonen ved å tillate bruk av daisychain kabler med samme plugg i begge ender. Gigalink RJ45 kontakten samsvarer med DIN EN og DIN EN standardene for sikkerhets- og installasjonkrav innen informasjonsteknologi. I tillegg til de elektriske og mekaniske kravene kan hybridkontakten Gigalink RJ45 også implementeres som en fullt skjermet metallversjon for optimalisert EMC-ytelse i områder som er utsatt for lynnedslag og antennestråling. Hybrid Ethernet Grensesnitt Gigalink Fiberoptisk GIGALINK FIBEROPTIKK Den fiberoptiske versjonen kombinerer kraftforsyning og høyhastighets dataoverføring. Den IP-beskyttede fiberoptiske versjonen er det beste valget der lange transmisjonsavstander, høye datarater eller EMC-problemer utfordrer kopperbaserte løsninger. Den fiberoptiske Gigalink-kontakten er basert på Gigalink RJ45-løsningen, og den eneste endringen er at datamodulen er skiftet ut. Integrasjon av den standard fiberoptiske LC kontakten i henhold til IEC åpner for nye anvendelsesområder for fiberforbindelser i tøffe miljøer. Hele systemet er robust og beskyttet mot vibrasjon, og oppfyller kravene i henhold til IP65/67. Multimode optiske fibre muliggjør overføringsavstander på opp til to kilometer, med strømlederne som eneste begrensende faktor. For overføring av den vanlige telekomspenningen på 48V og flere ampere, vil f.eks. 2,5mm2 kopper vanligvis tillate en rekkevidde på flere hundre meter. Den fiberoptiske Gigalink-kontakten støtter også vanlige telekomstandarder, som DIN EN og DIN EN for informasjonsteknologi. Ekstra tilbehør, som støvhetter og ferdigmonterte kabler, kompletterer produktspekteret for fiberoptiske hybridløsninger. SYSTEMKABLER Selv med en trådløs infrastruktur representerer kabling et nøkkelelement i et nettverk. Feilgrep i forbindelse med valg og legging av kabler kan føre til alvorlige feil under drift av 22 harting tec.news 14 (2006)

23 Hybrid Ethernet Grensesnitt Utendørs Kabel basestasjonen. Det kan dreie seg om alt fra tap av data til midlertidige forstyrrelser grunnet værforhold, til fullstendig nettverksutfall. Spesielt utendørs er pålitelige og fullt funksjonelle kabler et kritisk element under planlegging og implementering av høy-ytelses nettverk som skal ivareta en høy grad av tilgjengelighet. harting tilbyr et utvalg av Ethernet-kabler som er spesielt utformet for bruk i et røft utendørs miljø. Dataoverføringer i kategoriene 5 og 6 til ISO/IEC støttes i form av massiv, tvunnet eller hybrid kabel. UV-beskyttelse, høy grad av mekanisk beskyttelse og halogenfrie materialer er bare noen av kravene som knyttes til kablene. Kombinasjonen av telekomkabler og de robuste Hybrid Ethernet kontaktene gir systemkabler med lang levetid. Den gjennomførte bruken av et modulært system for både kontakter og systemkabler gjør det mulig å dekke et bredt spekter av applikasjoner. Kundespesifiserte systemkabler med Ethernet-kontakter er også tilgjengelig. KONKLUSJON Telekomverdenen beveger seg over til trådløs bredbåndsaksess. Nye teknologier for bredbånd og radionettverk gjør det mulig for nettverksoperatører, bedriftskunder og privatkunder å få tilgang til data- og nettverkstjenester hvor og når de ønsker det. Disse nye teknologiene resulterer i et stort spekter av desentralisert nettverksutstyr for infrastrukturen til de globale nettverksoperatørene, og dette utstyret installeres i økende grad i et meget bredt spekter av utendørsmiljø og plasseringer. harting har utviklet en komplett Hybrid Ethernet kontaktløsning for disse applikasjonene, basert på standard datagrensesnitt, slik som RJ45 eller LC. Kontaktene er tilgjengelig for enkel feltinstallasjon, Gigabit Ethernet og Fiberoptisk LC, såvel som ferdigmonterte systemkabler og linjer. Dermed kan nettverksoperatører og utstyrsprodusenter installere sitt utstyr enkelt og sikkert, i varierende miljømessige forhold. Volker Sorhage Senior Product Manager Ethernet & Bus Interface Connectors HARTING Electronics GmbH & Co. KG volker.sorhage@harting.com 23

24 Konnektivitet og nettverk Martin Ion HARTING har-bus HM i fremgang Teamwork i Technology Group En betydelig britisk produsent anvendte et bakplan i sitt utstyr, produsert av en større britisk bakplanleverandør, med bruk av 2mm kontakter fra en konkurrent. Til å begynne med fikk harting kontrakten på leveranser av de korresponderende halvt høyrevinklede hunnkontaktene. På bakgrunn av denne suksessen ble detaljene for bakplanet innhentet, og det ble gjennomført en kostnadsberegning med tanke på bruk av pressmonterte (pressfit) harting HM hannkontakter. Gig. 1: HARTING bakplan for bruk i det 21. Århundrets Telekommunikasjonssystem Ved å anvende harting CPM-A presse og den automatiske RoBAT bakplantesteren i den foreslåtte produksjonsprosessen var HIS i stand til å presentere kunden for en besparelse per bakplan for det årlige produksjonsvolumet på sammenstillinger. For å oppmuntre den potensielle kunden ytterligere, innebar forslaget også et tilbud om 10talls prototypemontasjer til samme stykkpris som produksjonsvolumene. Dette forutsatte samarbeid med den foreslåtte mønsterkortprodusenten, VIA Systems i Kina. harting INTEGRATED SOLUTIONS (HIS) førte også opp NRE (non-recurring engineering charges) for oppsett av produksjon for bakplanet, men lagde tilbudet slik at disse kostnadene først ble belastet når prototypene var godkjent og produksjonsvolumene bestilt. Fig. 2: Testing av 2,5 Gbps bakplan HIS fikk bistand fra en spesialist ved hovedkontoret, som presenterte hartings Signal Integrity & CAE muligheter i signalsimulering og validering, noe som viste seg å være essensielt senere i godkjenningssyklusen. Fig. 3: Drift av testkort på bakplanet 24 harting tec.news 14 (2006)

25 for å løse problemet. I løpet av noen dager kunne HIS bekrefte tilbudet, med angitt ledetid for utviklingen. Nå ble det fart på godkjenningsprosessen igjen, og HIS mottok en ordre på 10 prototyper, som skulle leveres på kort tid. Fig. 4: Bakplankontakt, med varierende kontaktlengder, inkludert pinnen med redusert lengde. Det 18-lags impedansekontrollerte bakplanet fungerte utmerket i alle testene som ble gjort av kunden, og det ble godkjent etter en 4-ukers testperiode. Mot slutten av denne måtte HIS demonstrere at harting Arbeidet fortsatte på detaljnivå, og det ble avdekket at det HM-kontaktene fungerte ved 2,5 Gbps, og kunne håndtere eksisterende bakplanet hadde et periodisk tilbakevendende den maksimale datahastigheten på 3,125 Gbps. problem med tilkopling av en pinne med redusert lengde, plassert i en posisjon i 50% av bakplankontaktene. Etter Det ble avtalt en testspesifikasjon og -oppsett med kunden, diskusjoner med kunden, foreslo HIS å lage en kundespesifisert HM-kontakt med den eksakte lengden som skulle til (fig. 5). Disse ble produsert i løpet av noen få dager, og de som innebar produksjon av spesielle plugg-inn moduler nødvendige tesetene ble utført (fig. 2 og 3). Resultatene (fig. 6) ble sendt via epost direkte til kunden som del av en omfattende rapport, med øyediagram for både 2,5 og 3,125 Gbps over korte og lange ledere, og etter noen få timer var full godkjenning gitt. Fig. 5: Testkort harting INTEGRATED SOLUTIONS ble satt opp som den foretrukne leverandøren for dette produktet, og mindre enn to uker senere fikk de sin første fulle produksjonsordre, inkludert NRE-kostnadene som ble holdt tilbake under prototypestadiet. Etter overbevisende teamwork har HIS undertegnet en partnerkontrakt med denne kunden for leveranser av alle deres bakplanbehov fra November Fig. 6: Øyediagram venstre, kort par ved 3,125Gbps høyre, langt par ved 3,125Gbps 25

26 ET PERFEKT EKSEMPEL PÅ HARTING INTEGRATED SOLUTIONS VALUE CHAIN I AKSJON Design og produksjon av kontakter og applikasjonsmaskiner Tilbyr, designer og produserer en 2mm HM kontakt med redusert lengde raskt og effektivt Totalkunnskap om Systemintegrasjon og Bakplanapplikasjoner Ekte team effort hos HARTING UK Electronic, HIS og HARTING Espelkamp Bakplan/Systemdesign, Simulering og Validering Rask og profesjonell innsats fra Signal Integrity & CAE i Espelkamp Supply Chain Management Bruk av kinesisk leverandør for et svært komplekst, 18-lags impedansekontrollert 5,5mm tykt mønsterkort Komponent-/Kontaktmontasje og Inspeksjon Full utnyttelse av HARTING s egne CPM A presse og mulighet for å inspisere og verifisere pinnehøyder på bakplanet Vertikal Integrasjon Kanskje neste steg...! Fremtidige muligheter for å tilpasse bakplanet (metallarbeid) inkludert vifter, kraftforsyninger og kabling Full Elektronisk- og Funksjonstesting Testet på den automatiske RoBAT bakplantesteren Multi Aspect Value Engineering En kostbesparende tilnærming i vår opprinnelige kostnadsberegning, som initierte den første interessen i HIS Pakking og levering av Produkter Prosjektteamet ved HIS har spesialdesignet innpakning for sikker transport av de store, tunge bakplanene Martin Ion Regional Manager Electronic Division harting Ltd., UK 26 harting tec.news 14 (2006)

27 mikroteknologi Jörg Hehlgans, Detlef Tenhagen Nettverkskoplede RFID Transpondere i Automatisert Produksjon Etter å ha blitt fylt og transportert til distributøren og senere til restauranten, kan et tomt ølfat finne veien tilbake til sin rette plass på lageret? Jo, det er mulig ved hjelp av en liten transponder som inneholder all informasjon som skal til for perfekt lagerhold. RFID applikasjoner (Radio Frequency Identification) innen transport og produksjonslogistikk krever i økende grad større leseavstand, også i nærheten av væsker og metaller. Vanlige, foilbaserte RFID transpondere (Smart Labels) er nemlig ikke egnet her. Ved å ta i bruk MID-teknologi (MID = Molded Interconnect Devices) har harting Miltronics implementert tredimensjonale antennestrukturer som, lik passive transpondere i UHF (Ultra High Frequency) området, oppnår en leseavstand på over fem meter. Samtidig blir Ethernet-tilkopling stadig viktigere for integrasjon i industrimiljø. harting-divisjonen Industrial Communication and Power Networks (ICPN) leverer egnet infrastruktur for for å bygge slike nettverk, inkludert de nødvendige industrielle svitsjer og gateways. ANTENNER I 3D MID For passive RFID-transpondere i UHF-området (868 MHz) må det benyttes trunkede antennedesign med et retningsstyrt responsmønster. Eksempler på antenner som kan vurderes er patcheantenner, invertert-f antenner og dipolantenner, som alle innrettes direkte via en reflektor. PRODUKSJONSPROSESSEN Den spesielt utvalgte termoplasten har lav tapsfaktor og en dielektrisk konstant på 3, hvilket tillater applikasjoner ved opp til 180 C. Selve kroppen av termoplast blir sprøytestøpt, før den gis et laserstrukturert metallag som et tredimensjonalt, ledende mønster. Kapslingen til RFID-transponderen gjør også nytte som kretsbærer, og RFID-brikken kontakteres i en såkalt flip chip prosess. Ved å forsegle kapslingen med ultralydsveising kan man oppnå beskyttelsesnivå fra IP54 til IP67. I BRUK De ferdigmonterte, funksjonelle prøvene med forskjellige antenneprinsipper viser en høy grad av overensstemmelse med de simulerte resultatene. Materialene og produksjonsprosessene som er brukt gir mange muligheter med tanke på design- og applikasjonskrav. Funksjonaliteten til passive RFID transpondere er blitt verifisert i UHF-området, og det er oppnådd en leseavstand på omkring seks meter. Feltforsøk innen transportlogistikk har også gitt gode resultater, og vil følges opp av flere forsøk med andre modeller. 27

28 Ølfat med HARfid RO rund transponder Simulering av retningsdiagrammet til en transponder TILKOPLING TIL ETHERNET INFRASTRUKTUR Kompatibilitet med den lokale, industrielle Ethernet nettverksinfrastrukturen er meget viktig for å kunne integrere RFID teknologi i eksisterende nettverk. Dette krever at man analyserer anvendelsesprofilene til korresponderende systemer og RFID lesere, for å kunne dra nytte av sømløs integrasjon i logistikkjeden. Først blir de aktuelle profilene kartlagt ved å se på datamengdene som oppstår i logistikkjeden og i nettverksdelen, basert på syklustiden til lesesystemet. Dette overføres til logistikksystemet i den tilhørende applikasjonen i form av standardiserte datapakker, ved hjelp av TCP/IP nettverksprotokoll. For sømløs integrasjon med Ethernet samarbeider harting med produsenter av lesesystemer, for å kunne tilby passende infrastrukturkomponenter. Systemer for spesielle applikasjoner kan konfigureres individuelt gjennom bruk av den standardiserte UDP protokollen. Dermed er ikke lenger Lese- og skriveenhet med Ethernet grensesnitt kundene bundet til tidkrevende programmering med spesialutstyr og proprietære løsninger, men kan istedet arbeide fleksibelt med hjelp av en standard nettleser, og justere alle systemparametere som trengs for RFID drift. Eksisterende RS485/422 og RS232 systemer kan integreres direkte ved å bruke riktig omformer. OPPSUMMERING Implementering av harting transpondere åpner for en rekke applikasjoner innen produksjonsautomatisering, fra prosesstyring til beskyttelse mot piratprodukter i forbindelse med styring av delelagere. Videre kan harting koordinere kompatibiliteten for systemkomponenter i kundespesifiserte prosjekter og tilby aktiv og passiv infrastruktur opp til IP67. Jörg Hehlgans Head of Marketing & Sales harting Mitronics AG joerg.hehlgans@harting.com HARfid LT transponder for lastbærere og containere Detlef Tenhagen Manager Management & Techn. Transfer Sales Division Industrial Communication & Power Networks harting Electric GmbH & Co. KG detlef.tenhagen@harting.com 28 harting tec.news 14 (2006)

29 Standardisering Frank Quast En skinnende suksesshistorie RoHS-kompatibelt overflatedesign for rektangulære konnektorer Dagens konnektorer har utviklet seg til et universelt grensesnitt for kraft og dataoverføring. I bruk innenfor praktisk talt alle industrigrener må konnektorer virke under de mest ekstreme rammebetingelser. I tillegg til konseptet om modularitet, er det design og konstruksjon av disse grensesnittene som garanterer suksessen. Ytre form og utseende er et viktig element i denne sammenhengen. Det er så å si selve visittkortet, der brukeren får et inntrykk av komponenten i løpet av de aller første sekundene. I tillegg til behovet for et rent visuelt inntrykk, er overflatebehandlingen bestemt av tekniske krav og/eller lovbestemte retningslinjer som kan endre seg. HISTORIEN BAK ROHS RoHS-direktivet (Restriction of Hazardous Substances) er EU s direktiv 2002/95/EG som fastsetter forbud mot visse substanser i produksjon og behandling av elektronikkprodukter og komponenter. Dette omfatter bly, kvikksølv, kadmium, heksavalent krom, polybromert bifenyl (PBB) og polybromert difenyleter (PBDE). EU-standarden ble vedtatt 1. januar Overgangsfasen for berørte produsenter og bransjer utløper 1. juli I andre land, som Japan, USA og Kina, er tilsvarende regelverk enten under diskusjon, er i ferd med å bil innført, eller er allerede innført. 29

30 Pulverlakkert overflate Galvanisk overflate HARTING overflatekonsept PULVERLAKKERTE OVERFLATER RoHS-direktivet omfatter også overflatepulver som harting har brukt i en årrekke, men som ikke representerer noe problem med hensyn til retningslinjer og bestemmelser. Pulveret har et godt overflatefeste til basematerialet aluminium og gir et attraktivt og fordelaktig utseende. GALVANISKE OVERFLATER Spesielle applikasjoner, som i tillegg til beskyttelsesklasse IP65 og robusthet, også setter krav til EMC, krever konnektorer med ledende overflate. Her er det de såkalte kromateringsprosessene som dominerer markedet. Spesielt har kromateringsprosessen for gult belegg gode egenskaper med hensyn til korrosjonsbestandighet og lav overflatemotstand. Avhengig av forskjellige prosessparametre, vil fargen skifte mellom gull/brun og bronse. Det faktum at overflaten viser spor av heksavalent krom, har imidlertid blitt en ulempe i denne sammenhengen. I og med at RoHS-direktivet blir iverksatt, har harting valgt å ikke benytte kromateringsprosess for gult krom, og har kvalifisert en ny overflate for EMC-produktlinjen. EMC står for elektromagnetisk kompatibilitet og refererer til evnen en komponent, utstyr, anlegg og systemer har for å virke tilfredsstillende i et elektromagnetisk miljø uten å forårsake elektromagnetisk støy, som ville være uakseptabelt for alle komponenter, utstyr og systemer som opererer i dette miljøet. i de fleste tilfellene til at løsningene ikke ble økonomisk gunstige. Den industrielle EMC-konnektoren ville enten ha mistet sin ytelsesevne, eller hatt en pris som ville gjort den lite attraktiv i relevante markeder. Den utløsende informasjonen om en teknisk sofistikert løsning kombinert med økonomisk levedyktighet, kom fra bilindustrien. Innenfor dette området hadde tyske bilprodusenter hatt god erfaring med høyverdige aluminiumskomponenter, anvendt med suksess i selve motorrommet. Denne konsentrasjonen på det grunnleggende materialet ble også en suksess i tilfellet harting EMC-konnektorer. Siden august 2005 har de rektangulære, korrosjonsbestandige konnektorene vært produsert i en høyverdig, korrosjonsbestandig aluminiumslegering. Takket være en spesiell prosedyre, har aluminiumsoverflaten blitt ytterligere komprimert og optisk forbedret. DESIGN- OG KONSTRUKSJONSRESULTATER Resultatet er en ledende overflate med gode ledeegenskaper og full RoHS kompatibilitet. De tidligere gull/brun-konnektorene har fått en sølvoverflate og imponerer som et skinnende eksempel på hartings overlegne kvalitet. HARTING OVERFLATEKONSEPT Intensiv søking over mange år etter prosesser for kapslingsoverflater med aluminiumslegeringer, avslørte at tilgjengelige prosedyrer fra elektropletterere og lakkleverandører ikke kunne levere tilfredsstillende resultater for konnektorer. De kombinerte kravene til ledeevne, produksjonsprosedyrer, utseende og korrosjonsbestandighet førte Frank Quast Product Manager Connectors harting Electric GmbH & Co. KG frank.quast@harting.com 30 harting tec.news 14 (2006)

31 Utstillinger Utstillinger HARTING deltar på i Belgia, Belgium, Ghent, M+R Tsjekkia, Czech Republic, Praha, Amper Prague, 2006 Amper USA, Minneapolis, MN, Midwest Expo Tyskland, Germany, Hanover, Hannover, Hannover Messe Russland, Russia, Moscow, Moskva, Expo-Electronica Kina, China, Shanghai, Chinaplas Ungarn, Hungary, Budapest, Industria Norge, Norway, Oslo, Eliaden Tyskland, Germany, Hamburg, Windenergy Slovakia, Republic, Nitra, MSV Nitra, Nitra MSV Nitra Sveits, Switzerland, Zürich, Zürich, focus.technology forum forum Tyskland, Germany, Nuremberg, Nürnberg, SMT/Hybrid/Package Russland, Russia, Moscow, Moskva, Electro USA, New NY, NY, York, Design Design Con Con Norge, Norway, Stavanger, ONS Tyskland, Germany, Berlin, innotrans Spania, Spain, Zaragoza, PowerExpo Tyskland, Germany, Nuremberg, Nürnberg, MID-Congress Bildunterschrift Spania, Spain, Madrid, MATELEC Kina, China, Beijing, EP EP Kina China Tyskland, Germany, Munich, München, electronica Dr.-Ing. Jens Krause Tyskland, Germany, Nuremberg, Nürnberg, Technical SPS/IPC/DRIVES Marketing HARTING Mitronics AG jens.krause@harting.com 31