Zuverlässige Kommunikation für sichere Anlagen
Switches mit extra Bedienkomfort
Wie lässt sich Kommunikation auf möglichst einfache Weise verteilen, priorisieren und managen? Vor 15 Jahren stellte sich Helmholz dieser Frage und entwickelte mit den Flextra-Switches eine zuverlässige Antwort. Schon damals stand eine einfache und pragmatische Bedienung im Vordergrund - was sich bis heute nicht verändert hat.
Bild: Helmholz GmbH & Co. KGVor 15 Jahren verließ zum ersten Mal ein Produkt mit dem Namen Flextra die Fertigung des mittelfränkischen Automatisierungsanbieters Helmholz. Seitdem hat sich zwar die Kommunikationstechnik in Richtung SPS mit Industrial-Ethernet-Protokollen wie Profinet oder ModbusTCP verändert, die Anforderungen an Switches als Grundlage für zuverlässige Netzwerke sind jedoch gleichgeblieben. Denn nach wie vor läuft über sie der Datenverkehr bei allen Maschinennetzen.
Ein Blick zurück
Es lohnt sich, einen kurzen Blick auf die damalige Kommunikationsstandards zu werfen. Profibus war der vorherrschende Feldbus in Europa und die linienförmige Topologie für die Teilnehmer weit verbreitet. Daraus resultierte manchmal die Situation, dass längere Kabelstrecken nötig waren - worunter die Signalqualität litt. Meist ging dies zu Lasten der Profibus-Geschwindigkeit und damit konnte auch die Maschine oder Anlage nicht so schnell agieren wie gewünscht. Es gab zwar erste Profibus-Repeater, aber die Anwender benötigten mehr Funktionalität, Flexibilität und Bedienkomfort. Dazu gehörten leicht zugängliche Schnittstellen und die Profibus-Segmente sollten z.B. für Wartungszwecke abschaltbar sein. Aus diesen Anforderungen entstand die Flextra-Produktreihe. Erstes Produkt war ein Profibus-Repeater als zentraler Verteiler der Maschinenkommunikation im Schaltschrank. Schon kurz darauf folgten weitere Varianten, die zusätzliche Profibus-Segmente unterstützten.
Industrial Ethernet Switches
Heute - 15 Jahre später - bietet Helmholz mit der Flextra-Familie ein breites Portfolio an Industrial Ethernet Switches. Es umfasst managed und unmanaged Switche, Lösungen für Profinet sowie IP67-Varianten und Fibre-Optic-Anbindungen. Insgesamt acht Modellreihen decken die aktuellen technologischen Möglichkeiten ab sowie die meisten Anwendungsszenarien in der Automatisierung. Allen gemeinsam ist, dass sie eine zuverlässige und flexible Kommunikation mit einem Extra an Bedienkomfort und Funktionalität für Maschinen und Anlagen bieten.
So etwa die kompakten, flachen Switche der Flextra-Flat-Reihe für Netzwerk und Profinet-Anwendungen. Diese unmanaged Ethernet Switches verfügen über ein leichtes, aber trotzdem robustes Design. Sie sind besonders flach und kompakt, so dass sie sich auch für Schaltschränke mit geringer Tiefe eignen, wie sie an weitläufigen Förderbandanlagen im Feld zu finden sind. Für noch weniger Platz und besonders enge Schaltschränke bieten sich die sehr schmalen Ethernet Switches Flextra Slim an. Sie sind zur Montage auf der Hutschiene geeignet und lassen sich unkompliziert in das Netzwerk integrieren. Einmal gesteckt, ist er durch die Plug&Play-Montage sofort betriebsbereit.
Priorisierung von Daten
Der Einsatz von herkömmlichen Ethernet Switches in Verbindung mit Profinet-Netzen ist zwar technisch möglich, aufgrund der fehlenden Telegramm-Priorisierung und der damit einhergehenden Datenlast in vielen Maschinennetzwerken jedoch mit Vorsicht zu betrachten. Dagegen verbindet der Profinet-Switch Flextra Stage die Steuerungswelt mit Profinet nach Conformance Class B und die IT-Welt mit bis zu 1GBit-Ethernet. Da meist neben der Feldbusebene mit Profinet auch übergeordnet mit Industrial Ethernet kommuniziert wird, stehen bei dem Flextra-Stage-Switch beide Kommunikationsgeschwindigkeiten zur Verfügung. Der Kunde kann also je nach Anwendung und Projekt selbst entscheiden, welche Ports für GBit-Ethernet und welche für Profinet genutzt werden sollen. Dadurch ist der Switch sowohl für Profinet-Verkehr als auch für die GBit-Ethernet-Kommunikation zwischen Bedienelementen und Maschinen geeignet.
Der managed Switch unterscheidet, ob es sich bei dem Telegramm um eine Web-Anfrage, eine FTP-Dateiübertragung, einen Medienstream oder ein Profinet-Telegramm handelt. Bei hoher Übertragungslast können somit die wichtigen Telegramme priorisiert werden, um zu verhindern, dass es zu Telegrammverlusten der Maschinenkomponenten kommt. Die unterstützten Profinet-Protokolle - z.B. LLDP, DCP oder auch Diagnose-Alarme - können einfach parametriert und verwaltet werden. Für das Management des Ethernet-Netzwerkes stehen neben Profinet auch Funktionen wie SNMP, NTP, VLAN, Portmirroring, QoS/CoS-Mapping und umfangreiche Statistiken zur Verfügung. Die Konfiguration kann bei Bedarf auf einer SD-Karte gesichert oder zur Kommissionierung geladen werden.
Besonderer Schutz
Robuste Ethernet und Profinet-Switches in Schutzklasse IP67 runden das Portfolio bei Helmholz ab. Die entsprechenden Komponenten sind staub- und wasserdicht und gewährleisten so auch unter besonders harten Einsatzbedingungen eine zuverlässige Vernetzung. Dort, wo Maschinennetzwerke über weite Strecken hinweg erweitert oder andere außergewöhnliche Anforderungen - wie elektrisch getrennte Anlagenteile oder ein Betrieb unter extremen Umgebungsbedingungen - erfüllt werden müssen, sind Glasfaserleitungen die richtige Alternative. Entsprechende Fibre-Optic-Switche mit Slots für SFP-Module verbinden Steuereinheiten über lange Distanzen von mehreren Kilometern. Über die SFP-Slots können entsprechende Module sowohl für Sinlge-Mode als auch Mulit-Mode gesteckt werden. Wirksame Schutzmechanismen erhöhen zudem die Sicherheit in der Datenkommunikation. Darüber hinaus zeichnen sich glasfaserbasierte Netzwerke durch kurze Reaktionszeiten sowie durch eine sehr schnelle Übertragung großer Datenmengen aus.
Ausblick
Die Anforderungen an die Netzwerk-Infrastruktur bleiben hoch - angesichts wachsender Datenmengen und der Forderung nach mehr Effizienz. Switches übernehmen bei der Vernetzung von industriellen Anlagen eine tragende Rolle, schließlich sind sie für die vielfältigen Kommunikationsaufgaben im Maschinennetzwerk verantwortlich. Helmholz baut die Flextra-Produktfamilie kontinuierlich aus und bleibt damit als zukunftssichere Netzwerklösung auf Erfolgskurs. Zusammen mit den Feldbuskopplern, Gateways und Routern des Anbieters stehen damit alle Komponenten für ein zuverlässiges und effizientes Maschinennetzwerk zur Verfügung.
Wie lässt sich Kommunikation auf möglichst einfache Weise verteilen, priorisieren und managen? Vor 15 Jahren stellte sich Helmholz dieser Frage und entwickelte mit den Flextra-Switches eine zuverlässige Antwort. Schon damals stand eine einfache und pragmatische Bedienung im Vordergrund - was sich bis heute nicht verändert hat.
Bild: Helmholz GmbH & Co. KGVor 15 Jahren verließ zum ersten Mal ein Produkt mit dem Namen Flextra die Fertigung des mittelfränkischen Automatisierungsanbieters Helmholz. Seitdem hat sich zwar die Kommunikationstechnik in Richtung SPS mit Industrial-Ethernet-Protokollen wie Profinet oder ModbusTCP verändert, die Anforderungen an Switches als Grundlage für zuverlässige Netzwerke sind jedoch gleichgeblieben. Denn nach wie vor läuft über sie der Datenverkehr bei allen Maschinennetzen.
Ein Blick zurück
Es lohnt sich, einen kurzen Blick auf die damalige Kommunikationsstandards zu werfen. Profibus war der vorherrschende Feldbus in Europa und die linienförmige Topologie für die Teilnehmer weit verbreitet. Daraus resultierte manchmal die Situation, dass längere Kabelstrecken nötig waren - worunter die Signalqualität litt. Meist ging dies zu Lasten der Profibus-Geschwindigkeit und damit konnte auch die Maschine oder Anlage nicht so schnell agieren wie gewünscht. Es gab zwar erste Profibus-Repeater, aber die Anwender benötigten mehr Funktionalität, Flexibilität und Bedienkomfort. Dazu gehörten leicht zugängliche Schnittstellen und die Profibus-Segmente sollten z.B. für Wartungszwecke abschaltbar sein. Aus diesen Anforderungen entstand die Flextra-Produktreihe. Erstes Produkt war ein Profibus-Repeater als zentraler Verteiler der Maschinenkommunikation im Schaltschrank. Schon kurz darauf folgten weitere Varianten, die zusätzliche Profibus-Segmente unterstützten.
Helmholz GmbH & Co. KG
Dieser Artikel erschien in SPS-MAGAZIN 7 (Juli) 2024 - 15.07.24.Für weitere Artikel besuchen Sie www.sps-magazin.de
