Schmale, schnelle Gigabit-Ethernet-Switches
Hohe Packungsdichte im Schaltschrank
In der Industrieautomatisierung wird die Steuerungstechnik zunehmend mit Gigabit-Ethernet vernetzt. Um Platz zu sparen, werden die Schaltschränke immer häufiger in die Maschinen und Anlagen integriert. Deshalb sind Switches erforderlich, die schnelle Datenraten unterstützen und dennoch eine schmale Bauform haben, die eine hohe Packungsdichte ermöglicht.
Bild: eks Engel FOS GmbH & Co. KGAngesichts der ständig steigenden Anforderungen an die Leistungsfähigkeit und die Verfügbarkeit von Automatisierungsnetzwerken werden die Daten vermehrt über TCP/IP-basierte Protokolle übertragen. Hierzu gehört etwa Profinet, eine herstellerspezifische Ethernet-Technologie, die in den Normen IEC61158 und IEC61784 standardisiert ist. Da sie eine schnelle Datenkommunikation mit industriellen IT-Funktionen kombiniert, wird das gesamte Spektrum der Automatisierung bis hin zu taktsynchronen Motion-Control-Anwendungen abgedeckt.
Bild: eks Engel FOS GmbH & Co. KG
Platz für künftige Anwendungen
Im Maschinenbau erfordern immer schnellere Projektdurchlaufzeiten standardisierte und automatisierte Prozesse. Hierzu tragen Software-Tools wie Eplan bei, die mittels CAE (Computer Aided Engineering) eine virtuelle Entwicklung und Konstruktion ermöglichen. So lässt sich etwa die Verdrahtung im Schaltschrank anhand eines sogenannten digitalen Zwillings simulieren, wodurch Fehler leicht behoben werden können. Der Trend, die Schaltschränke in die Maschinen und Anlagen zu integrieren, stellt, wie eingangs angesprochen, hohe Anforderungen an die Packungsdichte. Außerdem sollte eine Platzreserve von mindestens 20 % vorgehalten werden. Denn niemand kann heute mit Sicherheit sagen, welche Anwendungen künftig noch über zusätzliche Netzwerkgeräte angebunden werden müssen. Deshalb hat EKS Engel die Gigabit-Switches der E-light-4G-Familie entwickelt, die managed wie auch unmanaged Versionen umfasst. Durch eine extrem schmale Bauform von nur 30 mm ermöglichen sie eine hohe Packungsdichte im Schaltschrank. Die unmanaged Geräte haben acht elektrische Ports und stehen auch in Varianten mit zusätzlichen optischen Uplinks sowie Steckplätzen für SFP-Module (Small Form-factor Pluggable) bereit. Außerdem sind DIP-Schalter vorhanden, mit denen sich für alle Ports Alarme aktivieren lassen, die via LEDs signalisiert und über einen Fehlerrelaiskontakt abgefragt werden können.
Bild: eks Engel FOS GmbH & Co. KGProfinet-fähig und TSN-ready
Weil unmanaged Switches nicht konfiguriert werden müssen, lassen sie sich nach dem Plug-and-play-Prinzip schnell in Betrieb nehmen und, falls erforderlich, auch leicht austauschen. Für einfache Anwendungen sind solche Geräte nach wie vor gut geeignet. Komplexere Automatisierungsszenarien mit hohen Anforderungen an die Netzverfügbarkeit erfordern jedoch managed Switches wie den E-light-4GM. Dieses 10-Port-Gerät (8TX/2FX) unterstützt Profinet, lässt sich also komplett in Automatisierungssysteme wie TIA (Totally Integrated Automation) oder Codesys integrieren, und hat eine TSN-fähige Hardware. Die Funktionen des Switches reichen von Quality of Service (QoS) über zuverlässige Ringredundanzmechanismen wie MRP (Media Redundancy Protocol) nach IEC 62439 und - für komplexere Netzwerktopologien - RSTP (Rapid Spanning Tree) bis hin zu umfangreichen Diagnosemöglichkeiten, die über frei definierbare Eskalationsstufen exakt auf die jeweiligen Anforderungen abgestimmt werden können. Außerdem lassen sie sich mit Alarmen koppeln, die via SNMP (Simple Network Management Protocol), E-Mail oder Relais angezeigt werden. Ferner sind SNMP-Traps möglich, mit denen im Fehlerfall ein zuvor bestimmter Empfänger alarmiert wird.
Mobile Konfiguration und Überwachung
Auf den managed Switch kann sowohl über Webinterface als auch via SNMP zugegriffen werden. Dieses Protokoll eignet sich insbesondere für große Netzwerke, bei denen es zu zeitaufwändig wäre, jeden Switch einzeln zu adressieren. Weil die Benutzeroberfläche Bedienkonzepten aus dem Konsumgüterbereich ähnelt, lässt sich der Switch auch ohne spezielle IT-Kenntnisse leicht konfigurieren und überwachen. Durch eine Software, die alle Browser und Betriebssysteme wie Linux, Windows, Apple oder Android unterstützt, kann er über einen PC wie auch mobil via Smartphone und Tablet gemanagt werden. Um die Datensicherheit zu gewährleisten, sollte jedoch ein Zugang via VPN (Virtual Private Network) und Firewall verwendet werden. Die Switches der neuen E-light-4G-Familie, die speziell für die Anforderungen hochleistungsfähiger Automatisierungsnetzwerke entwickelt wurden, ermöglichen flexible Lösungen für einfache wie auch komplexere Anwendungen. Um das Einsatzspektrum zu vergrößern, wird die Funktionalität der managed Version nach und nach erweitert werden. So wird etwa die Software sowohl um ein Modul für TSN ergänzt, mit dem sich per Download auch das Betriebssystem bereits ausgelieferter Switches aktualisieren lässt, als auch um einen OPC-UA-Server. Weiterhin sind Switches geplant, die High-Power-PoE mit einer Ausgangsleistung von bis zu 90 W pro Port unterstützen, um die ständig wachsende Anzahl von Endgeräten mit Ethernet-Schnittstelle effizient mit Strom zu versorgen.
In der Industrieautomatisierung wird die Steuerungstechnik zunehmend mit Gigabit-Ethernet vernetzt. Um Platz zu sparen, werden die Schaltschränke immer häufiger in die Maschinen und Anlagen integriert. Deshalb sind Switches erforderlich, die schnelle Datenraten unterstützen und dennoch eine schmale Bauform haben, die eine hohe Packungsdichte ermöglicht.
Bild: eks Engel FOS GmbH & Co. KGAngesichts der ständig steigenden Anforderungen an die Leistungsfähigkeit und die Verfügbarkeit von Automatisierungsnetzwerken werden die Daten vermehrt über TCP/IP-basierte Protokolle übertragen. Hierzu gehört etwa Profinet, eine herstellerspezifische Ethernet-Technologie, die in den Normen IEC61158 und IEC61784 standardisiert ist. Da sie eine schnelle Datenkommunikation mit industriellen IT-Funktionen kombiniert, wird das gesamte Spektrum der Automatisierung bis hin zu taktsynchronen Motion-Control-Anwendungen abgedeckt.Bild: eks Engel FOS GmbH & Co. KG
eks Engel FOS GmbH & Co. KG
Dieser Artikel erschien in SCHALTSCHRANKBAU 3 (Mai) 2020 - 26.05.20.Für weitere Artikel besuchen Sie www.schaltschrankbau-magazin.de
