Immer leistungsstärkere optische Sensoren erhöhen auch die Anzahl ihrer Anwendungsbereiche. Wenn man moderne Produktionsprozesse mit dem dazugehörigen Qualitätsmanagement inkl. Dokumentierung betrachtet, produziert die Überwachungs- und Auswerteelektronik eine Flut von Daten. Diese Datenmassen müssen sicher übermittelt, gesammelt und verarbeitet werden. Die zugrundeliegenden technischen Strukturen von Vision-Systemen müssen dabei auch bei anspruchsvollen Rahmenbedingungen wie z.B. permanenter mechanischer Belastung durch Schocks oder Vibrationen voll funktionsfähig bleiben. Gerade Datensteckverbinder, die wichtige Schnittstellen des Systems darstellen, müssen diesen Anforderungen gewachsen sein, damit Verschleißerscheinungen an Stift- und Buchsenkontakten vermieden werden. Andernfalls führen Kontaktunterbrechungen zu Ausfallzeiten in der Produktion oder Prozessfehlern, die zeit- und kostenintensive Maßnahmen erfordern. Immer kompaktere Systeme auf kleinerem Raum, die dem Trend der Miniaturisierung folgen, stellen Geräteentwickler von Vision-Systemen zusätzlich vor Herausforderungen. Elektromagnetische Störimpulse können dadurch die Funktionalität der einzelnen Bauteile beeinflussen. Die reduzierten Strukturen im Bereich der Systemarchitektur gefährden zudem eine stabile Systemintegrität. Die enger zusammenrückenden und immer leistungsstärkeren Komponenten bringen zudem ein thermisches Problem mit sich, das nicht nur Auswirkungen auf den Sensorbetrieb haben kann, sondern auch schon die Gerätezulassung gegebenenfalls erschwert. Aktive Lösungsansätze gegen diese drohenden Probleme bilden miniaturisierte Schnittstellen und geräteintegrierte Anschlusstechnik, die sichere Schirmung und Datenübertragung bieten.
Standards zur optimalen Bildverarbeitung
Ob Camera Link, CoaXPress, GigE Vision oder USB3, es gibt zahlreiche Übertragungsstandards, um den jeweiligen Visioapplikationen und zugehörigen Schnittstellen gerecht zu werden. Für eine optimale Bildverarbeitung müssen alle Faktoren aufeinander abgestimmt sein und sicher miteinander funktionieren. Phoenix Contact steht im Bereich der industriellen Verbindungstechnik für hohe Qualität. Im Portfolio von Phoenix Contact befinden sich bewährte Datensteckverbinder wie D-SUB, RJ45, USB, HDMI, Koaxial- und Lichtwellenleiter-Anschlusstechnik, aber auch Komponenten für Single Pair Ethernet (SPE), RJ45 Industrial (RJ45-IND) sowie das Anschlusssystem für geschirmte und ungeschirmte Board-to-Board-Steckverbinder der Serie Finepitch.
RJ45 Industrial
Speziell für industrielle Anwendungen entstand RJ45 Industrial (RJ45-IND). Diese leistungsstarke Produktfamilie wurde auf Basis zahlreicher Erfahrungen in der Zusammenarbeit mit Kunden unterschiedlicher Industriebereiche aus den Standard-RJ45-Produkten weiterentwickelt und optimiert. So entstand bei Phoenix Contact ein Produktprogramm, dass z.B. durch ein optimiertes 360°-Schirmkonzept überzeugt. Gegen EMV-Störeinflüsse wurden die Gehäuseschirmfedern und Schirmpins zur Leiterplatte erhöht. Das verbessert ebenfalls die mechanische Festigkeit der Buchse auf der Leiterplatte. Bei der Verbindung zwischen RJ45-IND Steckverbinder bzw. Patch-Kabeln und RJ45-IND Leiterplattenbuchsen konnte Entscheidendes optimiert werden, so steht Schocks und Vibrationen nun das sogenannte Perfect Match des Steckverbindersystems entgegen. Dazu konnte die Stecktiefe der Leiterplattenbuchse von 8,3 auf 9mm optimiert werden, so dass sich die Kontaktzone des Steckverbindersystems vergrößerte. Auch in der Verbindung von Buchse und Stecker gab es entscheidende Verbesserungen bei den Toleranzen, so dass ihr Kontaktanschluss noch optimaler aufeinander abgestimmt ist. Auf Seite der Steckverbinder konnte die Anpresskraft mit einer Andruckfeder zusätzlich erhöht werden.
Single Pair Ethernet
Die Arbeitsgruppen des IEEE802.3 haben die Übertragungsstandards für SPE erarbeitet und so wurden die Standards 10Base-T1, 100Base-T1, 1000Base-T1 sowie MultiGigBase-T1 festgelegt. Die erstgenannten SPE-Standards ermöglichen Datenraten von 10MBit/s bis zu 1GBit/s auf Distanzen von 15 bis 1000m. Der MultiGigBASE-T1 Standard ermöglicht sogar Datenraten bis 10GBit/s auf Distanzen von bis zu 15m. Die Leistungsübertragung für die SPE-Standards 100BASE-T1 und 1000BASE-T1 sind durch den IEEE802.3bu-Standard definiert (PoDL). Dabei sind die Verbraucherleistungen der Endgeräte (Power-Devices) in zehn Leistungsklassen von 0,5 bis 50W untergliedert. Mit Blick auf die industrielle Bildverarbeitung bietet SPE nicht nur aufgrund der möglichen Daten- und Leistungsübertragung ein spannendes Anwendungsfeld. Gerade das SPE-Portfolio von Phoenix Contact spielt hierbei durch seine kompakte und 50W durchgängige Bauweise seine Stärken aus. So spart z.B. die SPE-IP20-Buchse im Vergleich zu einer standardisierten RJ45-Buchse ca. 50 Prozent Platz ein. Bei Phoenix Contact profitiert man zudem von einem durchgängigen SPE-Produktportfolio, bei dem alle Komponenten aufeinander abgestimmt und getestet wurden.