Handeln, bevor es zu spät ist Monitoring-System »FiberView«: Integriert in einem Industrial-Ethernet-Switch

Ralph Engel, eks Engel: »Das Frühwarnsystem ’FiberView’ von eks Engel sorgt für eine hohe Verfügbarkeit der LWL-Strecken.«
Ralph Engel, eks Engel: »Das Frühwarnsystem 'FiberView' von eks Engel sorgt für eine hohe Verfügbarkeit der LWL-Strecken.«

Der industrielle Fast-Ethernet-Switch »e-light 2 MRP« von eks Engel unterstützt als erster das Frühwarnsystem »FiberView« des Unternehmens für das Monitoring von Lichtwellenleiterstrecken. In Nürnberg ist er jetzt erstmals auf einer Messe zu sehen - der SPS/IPC/Drives.

Weil Lichtwellenleiter (LWL) gegenüber Kupferkabeln bedeutende Vorteile bieten - EMV-Verträglichkeit, hohe Datenraten und große Entfernungen sind nur einige davon -, kommen sie heutzutage in vielen Industrial-Ethernet- und Feldbus-Netzen zum Einsatz. Trotz einer vergleichsweise geringen Dämpfung stoßen jedoch auch LWL bisweilen an ihre Grenzen. Deshalb hat eks Engel das Frühwarnsystem »FiberView« entwickelt, das für eine hohe Verfügbarkeit der LWL-Strecken und damit der angeschlossenen Maschinen und Anlagen sorgt.

Aktive Netzwerkkomponenten wie Ethernet-Switches und -Medienkonverter oder Feldbus-Repeater stellen ein Budget (Differenz aus Sendeleistung und Empfangsempfindlichkeit) zur Verfügung, mit dem die je nach Art der LWL-Strecke erforderliche Dämpfung überbrückt werden kann. »Die Dämpfung nimmt jedoch in vielen Fällen allmählich zu, etwa durch lockere Verbindungselemente, Staub und Schmutz, Lichteinfall, mechanische Beanspruchung oder Veränderungen der Netzwerktopologie«, erläutert Ralph Engel, Geschäftsführer von eks Engel. »Dies ließ sich bisher nur durch aufwändige Messungen - etwa mittels optischer Reflektometrie (OTDR) - herausfinden. Moderne Netzwerkmanagement- und SCADA-Systeme (Supervisory Control and Data Acquisition) können zwar den Status der aktiven Komponenten anzeigen, aber nicht den Zustand der einzelnen LWL-Strecken.«

Für diese Aufgabe entwickelt ist das Monitoring-System »FiberView«. Es besteht aus einer Hardware/Software-Kombination, die in die aktiven Netzwerkkomponenten integriert wird und pro Port das Budget der jeweiligen LWL-Strecke permanent überwacht. Mit drei LEDs oder - bei Switches - einer zusätzlichen Bedienoberfläche, auf die via Web-Interface zugegriffen werden kann, wird wie bei einer Ampel angezeigt, ob das Budget im grünen, gelben oder roten Bereich liegt. »Bei Gelb bewegt es sich gerade noch oberhalb der definierten Systemreserve von 3 dB«, verdeutlicht Engel. »Weil diese Frühwarnstufe zudem über einen potentialfreien Kontakt signalisiert wird, lässt sie sich in SCADA-Systemen auch zentral auswerten.«

Im Unterschied zu Status-Meldungen, die oft interpretiert werden müssen, ist das Ampel-Prinzip eindeutig und allgemein verständlich. Zudem ermöglicht die Gelbphase ein vorausschauendes Handeln. Denn die Dämpfung ist noch nicht zu hoch, oder anders ausgedrückt: Die LWL-Strecke funktioniert weiterhin. »Allerdings sollten jetzt Wartungs- oder Instandsetzungsmaßnahmen eingeleitet werden, um einem Ausfall vorzubeugen«, führt Engel aus. »Dadurch lassen sich Stillstandszeiten von Anlagen vermeiden. Auch teure Service-Einsätze in der Nacht oder am Wochenende sind normalerweise nicht mehr erforderlich. Dies gilt ebenso für kurzfristige und damit teure Hotel- oder Flugbuchungen.« So trage das Monitoring-System dazu bei, die Produktivität zu steigern und gleichzeitig Kosten einzusparen.

»Mit ‚FiberView’ werden die ohnehin schon hochverfügbaren Ethernet- und Feldbusnetze auf LWL-Basis ein Stück ausfallsicherer«, betont Engel. »Zurzeit arbeiten wir daran, das Monitoring noch komfortabler zu gestalten.« Dazu gehört beispielsweise die Visualisierung von Störungen mittels Netzwerkmanagement- und SCADA-Systemen via SNMP-Schnittstelle (Simple Network Management Protocol) oder Informationen in Klartext, etwa »Fehler im Segment X der Anlage Y«. Entsprechende E-Mails lassen sich bereits absetzen. Bei Feldbussen ist Derartiges nur eingeschränkt realisierbar. Trotzdem wird auch hier über neue Wege nachgedacht. »So könnten beispielsweise spezielle Module eingesetzt werden, die eine Abfrage über Web-Interface ermöglichen«, sagt Engel. »Das hätte den Vorteil, dass die sichere Datenübertragung via Feldbus erhalten bleibt und der Ethernet-Zugang lediglich dazu dient, Störungen komfortabel zentral anzuzeigen.«