Mit höherer Leistung von 13 auf 30 Watt breitet sich Power over Ethernet weiter aus Schnelles Ethernet für die Mess- und Testtechnik

Der neue Standard Power over Ethernet transportiert bis zu 30 Watt über die Leitung. Damit erhöhen sich Leistung, Kosteneffizienz, Flexibilität und Sicherheit. Unter diesen Bedingungen ist Ethernet reif für den Einsatz in der Industrie und damit auch für Anwendungen in der Mess- und Testtechnik.

Mit höherer Leistung von 13 auf 30 Watt breitet sich Power over Ethernet weiter aus

Der neue Standard Power over Ethernet transportiert bis zu 30 Watt über die Leitung. Damit erhöhen sich Leistung, Kosteneffizienz, Flexibilität und Sicherheit. Unter diesen Bedingungen ist Ethernet reif für den Einsatz in der Industrie und damit auch für Anwendungen in der Mess- und Testtechnik.

In industriellen Netzwerkumgebungen finden sich in der vernetzten Mess- und Prüftechnik immer mehr Ethernet-basierte Protokolle. Für die Unternehmen ergeben sich dadurch zahlreiche Vorteile, u.a. ein leichter Zugriff auf (Mess-)Daten aus der Geräte-/ Maschinenebene – oder direkt aus der ERP-Umgebung (Enterprise Resource Planning) über ein einziges integriertes Netzwerk. Die Steuerung logistischer Prozesse, der Lagerhaltung und des Arbeitsablaufs (WIP, Work in Progress) sowie die Produktionsplanung vereinfachen sich ebenfalls, da direkter Zugriff auf die Daten jeder Fertigungseinrichtung besteht.

Im Fertigungsbereich und hier speziell in der Testtechnik sorgt ein gemeinsamer Standard für die Integration und Kommunikation zwischen Maschinen und Testsystemen. Ethernet-Netzwerke beherrschen auch zeitdeterministische Kommunikation und stellen ausreichend Bandbreite für datenintensive Echtzeit-Applikationen bereit. Die Eigenschaft eines Ethernet-Netzwerks, regelmäßig kleine Datenpakete auszutauschen und eine große Anzahl an Netzwerkknoten zu unterstützen, sind weitere wichtige Aspekte für industrielle Anwender. Auch der Wartungsaufwand verringert sich durch die Möglichkeit einer flexiblen Rekonfiguration und einfacher Anpassung und Erweiterung des Netzes: Das Hinzufügen von Modulen erfolgt über einfaches Plug-and-Play.

Ethernet-Standards in der Industrie

Der Ethernet-Standard IEEE 802.3 adressiert derzeit nur die physikalische und Datenverbindungs-Ebene. Er definiert das physikalische Ethernet-Medium 10/100Base-T, über das Daten gesendet werden, sowie das CSMA/ CD-Zugriffsprotokoll für verschiedene Einrichtungen, die an das Medium angeschlossen sind. Im Laufe der Zeit sind zahlreiche Varianten entstanden, die auf diesen unteren Ebenen basieren und zusätzliche Leistungsmerkmale bieten (siehe Tabelle). Industrielle Ethernet-Standards wie Powerlink, Sercos III und EtherCAT unterstützen dabei sogar Echtzeit-Datentransport.

PoE stützt sich auf zwei Arten von Geräten: dem Power Sourcing Equipment (PSE) und dem Powered Device (PD), das Strom aus der Ethernet-Verbindung zieht. Das PSE befindet sich meist in einem Industrial Ethernet Switch oder Zone-Controller und verteilt die Leistung über das Kabel. Die bereitgestellte Spannung beträgt 48 V, und der maximale Strom, der im Original-PoE-Standard IEEE 802.3af festgelegt wurde, erlaubt etwa 13 W Leistung, die an das Powered Device geliefert werden kann. Ein isolierter DC/DC-Wandler regelt die 48 V auf den erforderlichen Spannungswert der Applikation herunter (Bild 2) und bietet aus Sicherheitsgründen 1500 V Isolierspannung.

Entwicklern bieten sich bei der Wahl einer Stromversorgungsstrategie mittels PoE zahlreiche Optionen. In einigen Applikation macht es z.B. Sinn, nur den Kommunikations- und Steuerungs-Hardware-Block über PoE zu versorgen und den Rest des Moduls über die industrielle 24-V-Versorgung zu betreiben. Fällt die Versorgungsleitung aus, gewährleisten die USV-gesicherten PoE-Switches die Kommunikation zwischen den Modulen und ermöglichen es dem Steuerungsteil des Moduls, bei Bedarf ordnungsgemäß herunterzufahren. Somit garantiert PoE einen sicheren Betriebsmodus sowie eine sichere Speicherung von Prozessdaten in einem Industriesystem. PoE unterstützt auch die Verwendung einer SNMP-Netzwerkmanagement-Infrastruktur zur Überwachung und Steuerung und erlaubt die Fernabschaltung oder einen Fern-Reset von Einrichtungen.