Switche für vielfältige Kommunikationsaufgaben im Maschinennetzwerk

Wachsende Datenmengen, ein immer intensiverer Effizienzdruck und die Notwendigkeit höchster Standards: Die Anforderungen an die Netzwerk-Infrastruktur steigen. Das gilt gerade auch für Switche, wie sie Helmholz (ÖV: Buxbaum Automation) in ihrer ganzen technologischen Breite anbietet. Sie spielen bei der Vernetzung von industriellen Anlagen eine Schlüsselrolle, denn sie übernehmen vielfältige Kommunikationsaufgaben im Maschinennetzwerk.

Schon heute bilden Maschinennetzwerke die Basis für eine digitalisierte industrielle Produktion. Eine funktionierende Kommunikation innerhalb dieser Netzwerke und ihrer Subnetze wird damit zum zentralen Faktor. Switche sind dabei verantwortlich für den Datenaustausch zwischen Controllern, SPS-en und weiteren Netzwerkteilnehmern. Damit gehören sie zu den wichtigsten Netzwerkbestandteilen. So wirken sich schon kleinste Optimierungen bei diesen Komponenten deshalb spürbar aus. Das gilt beispielsweise auch für die Bauform und Größe, denn der Platz im Schaltschrank ist erfahrungsgemäß begrenzt.

Als Netzwerk-Infrastruktur-Anbieter für den Maschinenbau begegnet Buxbaum Automation der besonderen Bedeutung von Switchen und den vielfältigen Anforderungen, die sie zu erfüllen haben, mit einem breit aufgestellten Portfolio: Es umfasst managed und unmanaged Switche, Lösungen für PROFINET, Industrial-Ethernet sowie IP67-Varianten. Hybrid-Switche für Profinet, Gigabit-Ethernet und Fiber-Optic-Anwendungen in einem Gerät der FLEXtra Produktreihe vervollständigen das Produktspektrum. Insgesamt acht Modellreihen decken damit die aktuellen technologischen Möglichkeiten für die meisten Anwendungsszenarien in der Automatisierung von Maschinen und Anlagen ab.

Lösungen für vielfältige Anforderungen

Managed und unmanaged Switche: Unmanaged (oder unverwaltete) Switche ermöglichen es den angeschlossenen Geräten, in ihrer grundlegendsten Form miteinander zu kommunizieren. Sie verwenden automatisch ausgehandelte Ports, um einfache Parameter – wie zum Beispiel die Datenraten oder den Duplex-Modus – zu bestimmen. Managed Switche (verwaltete) erlauben hingegen eine anspruchsvollere Steuerung der Netzwerke und der Daten-Pakete, die sich durch sie bewegen. Benutzer können jeden Port des Switches auf jede beliebige Einstellung setzen und so das Netzwerk auf viele Arten verwalten, konfigurieren und überwachen. Sie erhalten auch eine größere Kontrolle darüber, wie Daten über das Netzwerk übertragen werden und wer auf diese Daten zugreifen kann. Managed Switche bieten also mehr Möglichkeiten als unmanaged Switche, stellen aber auch deutlich höhere Anforderungen, wenn sie optimal eingesetzt werden sollen. Helmholz bietet deshalb Lösungen für beide Varianten an.

PROFINET- und Ethernet-Switche: PROFINET hat sich inzwischen als am weitesten verbreiteter Industrial-Ethernet-Standard etabliert. Der Einsatz von herkömmlichen Ethernet-Switchen in Verbindung mit PROFINET-Netzwerken ist zwar technisch möglich, aufgrund der fehlenden Telegramm-Priorisierung und der damit einhergehenden Datenlast in vielen Maschinennetzwerken jedoch mit Vorsicht zu betrachten. Hier sind PROFINET-Switche die bessere Alternative. Auch hier deckt Helmholz das gesamte Spektrum ab.

Eine der wichtigsten Funktionen eines PROFINET-Switches ist die Priorisierung von PROFINET-Telegrammen im Maschinennetzwerk. Der managed Switch kann unterscheiden, ob es sich dabei um eine Webanfrage, 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 Datenverlusten kommt. Das bedeutet: eine klare und eindeutige Segmentierung zwischen Ethernet und PROFINET.

PROFINET oder Gigabit-Ethernet; das entscheidet der Nutzer von Port zu Port: Geht es um die optimale Realisierung von industriellen Maschinennetzwerken, muss sich der Einsatz von PROFINET mit 100 Mbit/s oder Gigabit-Ethernet nicht ausschließen. Der FLEXtra PROFINET-Switch von Helmholz bietet dem Anlagenbauer in diesem Fall die perfekte Lösung. Da meist neben der Feldbusebene mit PROFINET auch übergeordnet mit Industrial-Ethernet kommuniziert wird, stehen bei dem FLEXtra PROFINET-Switch beide Kommunikationsmöglichkeiten zur Verfügung.

Der Nutzer kann also je nach Anwendung und Projekt selbst entscheiden, welche Ports für Gigabit-Ethernet und welche für PROFINET genutzt werden sollen. Dadurch ist der Switch sowohl für PROFINET-Verkehr als auch für die Kommunikation zwischen Bedienelementen und verschiedenen Maschinen geeignet. Nicht zuletzt unterstützt der FLEXtra PROFINET-Switch neben PROFINET weitere Management Funktionen, wie z.B. MRP (Ringredundanz), VLAN (virtual LANs), SNMP, Portmirroring, QoS/CoS-Mapping, SNTP und umfangreiche Statistiken. 

Fibre-Optic-Anbindungen: 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-Lösungen verbinden Steuereinheiten über lange Distanzen von mehreren Kilometern. 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.

IP67-Varianten: Robuste Ethernet- und PROFINET-Switche in Schutzklasse IP67 runden das Portfolio ab. Die entsprechenden Komponenten sind damit staub- und wasserdicht (Schutz vor zeitweiligem Untertauchen bis maximal 1 Meter Wassertiefe für maximal 30 Minuten) und gewährleisten so auch unter härtesten Einsatzbedingungen eine zuverlässige Vernetzung.

Kompakt und einfach zu handhaben

Bekanntes besser zu machen, Aufgaben eleganter zu lösen, Komponenten kleiner und einfacher zu konstruieren als andere – dieser Anspruch zeichnet auch die Geräte des Switch-Portfolios von Helmholz aus. Neue Maßstäbe in Bezug auf eine kompakte Bauform setzten hier die unmanaged Ethernet-Switche von Helmholz mit nur 49 mm Breite in der 5-Port-Version bzw. 65 mm für 8 Ports. Ein weiteres Beispiel für eine besonders platzeffiziente Konstruktion ist der FLEXtra PROFINET-Switch, der mit seinem vertikalen Kabelangang auch für kleinste Schaltschränke und Unterverteiler geeignet ist. Die Ethernet-Kabel werden direkt vom Switch in den Kabelkanal geführt. Das Design wird durch eine übersichtliche LED-Anzeige auf der Vorderseite des Switches für klare Status- und Diagnoseinformationen vervollständigt.

Das leichte, aber trotzdem robuste Industriedesign der FLEXtra-Switche ist zur Montage auf der Hutschiene geeignet und lässt sich sehr einfach in das Netzwerk integrieren. Einmal gesteckt, sind sie durch die simple Plug & Play-Lösung sofort betriebsbereit. Der werkzeuglose Push-In-Anschluss für die Spannungsversorgung unterstützt die Installation.

Alle PROFINET-Switche können einfach in das TIA-Portal und entsprechende S7-Umgebungen eingebunden werden. GSDML-Dateien ermöglichen eine problemlose Konfiguration im Engineering Tool. SFP-Module für Multi- und Singlemode unterstützen zudem die Auswahl der passenden Fibre-Optic-Anwendungen.

Ökosystem für Maschinennetzwerke

Mit den aktuellen Lösungen von Helmholz lassen sich die hohen Anforderungen an Maschinennetzwerke in Zeiten zunehmender Automatisierung ebenso sicher wie effizient erfüllen und dabei auch spürbar optimieren. Mit dem Connectivity-Portfolio aus Switchen, Kopplern, Gateways und Routern stellt der Connectivity-Spezialist dabei ein komplettes Ökosystem für Maschinennetzwerke bereit – und damit die richtige Basis für das IIoT.

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