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, SPSen und weiteren Netzwerkteilnehmern. Damit gehören sie zu den wichtigsten Netzwerkbestandteilen – auch zahlenmäßig. 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 mittelständischen Maschinenbau begegnet Helmholz 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 und die meisten Anwendungsszenarien in der Automatisierung von Maschinen und Anlagen ab.
Vielfältige Kommunikationslösungen
Managed und unmanaged Switche: Unmanaged (oder unverwaltete) Switche ermöglichen es den angeschlossenen Geräten, in ihrer grundlegenden 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-Frames, 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 bestmöglich eingesetzt werden sollen. Helmholz bietet deshalb Lösungen für beide Varianten an. Profinet- und Ethernet-Switche: Profinet gehört zu den am weitesten verbreiteten Industrial-Ethernet-Standards. 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 Anwender von Port zu Port: Geht es um die Realisierung von industriellen Maschinennetzwerken, muss sich der Einsatz von Profinet mit 100Mbit/s oder Gigabit-Ethernet nicht ausschließen. Der Flextra Profinet-Switch bietet dem Anlagenbauer in diesem Fall eine gute Lösung. Da meist neben der Feldbusebene mit Profinet auch übergeordnet mit Industrial-Ethernet kommuniziert wird, stehen bei dem Switch beide Kommunikationsmöglichkeiten zur Verfügung. Der Anwender 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 er neben Profinet weitere Management-Funktionen, wie zum Beispiel 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 bei Helmholz ab. Die entsprechenden Komponenten sind damit staub- und wasserdicht (Schutz vor zeitweiligem Untertauchen bis maximal 1m Wassertiefe für maximal 30 Minuten) und gewährleisten so auch unter harten 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 – unter diesem Anspruch entwickelt Helmholz auch die Geräte seines Switch-Portfolios. So wurden die unmanaged Ethernet-Switche mit nur 49mm Breite in der 5-Port-Version bzw. 65mm für acht Ports realisiert. Ein weiteres Beispiel für eine platzeffiziente Konstruktion ist der Flextra Profinet-Switch, der mit seinem vertikalen Kabelabgang auch für kleine 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 für klare Status- und Diagnoseinformationen vervollständigt. Das leichte, aber trotzdem robuste Industriedesign ist zur Montage auf der Hutschiene geeignet und lässt sich einfach in das Netzwerk integrieren. Einmal gesteckt, sind sie durch die 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 diesen Lösungen lassen sich die hohen Anforderungen an Maschinennetzwerke in Zeiten zunehmender Automatisierung ebenso sicher wie effizient erfüllen und dabei auch spürbar optimieren. Mit seinem Portfolio aus Switchen, Kopplern, Gateways und Routern stellt der Connectivity-Spezialist dabei ein komplettes Ökosystem für Maschinennetzwerke bereit – als Basis für das IIoT.
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