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07.03.2020

Kompakte Schaltzentralen für die Datenkommunikation

Switches organisieren den Datenverkehr zwischen Maschinen und Netzwerken in Betrieben. Dabei sollen sie möglichst kompakt sein, flexibles NAT beherrschen und eine hohe Qualität besitzen, möglichst Made in Germany. Mit seinen neuen ETHERLINE® ACCESS Switches erfüllt LAPP viele Wünsche der Anwender.

Platz ist in Fabriken immer knapp. In Schaltschränken zum Beispiel drängen sich Elektronikkomponenten, Kabel und Steckverbinder. Besonders in den kleinen dezentralen Schaltschränken direkt an den Maschinen geht es eng zu. Ein großer Raumfresser sind dabei die Switches. Sie werden auf die DIN-Hutschiene gesteckt, mit der Schaltschränke üblicherweise ausgerüstet sind. Doch dann ragen sie mitunter so weit nach vorne, dass die Tür des Schaltschranks nicht mehr schließt, erst recht, wenn in die Tür noch ein Bedienpanel eingelassen ist. Statt alle Komponenten akkurat an den DIN-Hutschienen aufzureihen, wie es eigentlich wünschenswert wäre, behelfen sich die Monteure dann mit Tricks, um alles unterzubringen. Eine Möglichkeit ist, ein Winkelblech zu montieren, so dass die Hutschiene und damit auch der Switch nach unten zeigen. Das funktioniert, ist aber nicht besonders elegant, vor allem ist der Einbau aufwändiger.

Dass LAPP auch anders kann, beweisen die neuen ETHERLINE® ACCESS Switches für PROFINET®, die der Weltmarktführer für integrierte Kabel- und Verbindungslösungen auf der SPS 2019 vorgestellt hat. Sie sind die kleinsten auf dem Markt und so kompakt, dass sie auch ohne Bastelei selbst in kleinste Maschinenschaltschränke passen. „Das Interesse der Messebesucher war riesengroß“, berichtet Jürgen Greger, Produktmanager für Industrial Communication bei LAPP, „offenbar haben wir damit einen Nerv getroffen.“ Die Switche gibt es als Managed-Versionen mit vier, acht und 16 Ports, die Unmanaged-Varianten mit fünf, acht und 16 Ports. Welches Kunststück an Kompaktheit LAPP gelungen ist, zeigt der Vergleich mit Konkurrenzprodukten. So benötigt die 16-Port-Variante von LAPP weniger Bauraum als ein 8-Port-Switch eines bekannten Wettbewerbers. Ein kleineres Gehäuse bedeutet nicht weniger Qualität. Die Switche von LAPP sind Made in Germany und für den Einsatz im rauen Industrieumfeld ausgelegt, etwa mit einem weiten Temperaturbereich von -40 °C bis +75 °C.

Eine weitere Herausforderung, die auf viele Betriebe mit Industrie 4.0 zukommt, ist die Vernetzung der Maschinen, sowohl untereinander als auch über die Ebenen der Automatisierungspyramide hinweg. Der Teufel steckt hier im Detail. Hersteller von Serienmaschinen, die in größeren Stückzahlen produziert werden, liefern diese mit identischen IP-Adress-Bereichen aus. Möchte ein Betrieb mehrere dieser Maschinen vernetzen, kommt es unweigerlich zu Konflikten der IP-Adressen. Hier bedarf es eines Maklers zwischen den IP-Netzwerken wie ETHERLINE® ACCESS NF04T NAT/Firewall. Er vereint die Funktion eines Routers (Layer 3 des ISO-OSI-Modells) und eines Switches (Layer 2).
Der ETHERLINE® ACCESS NF04T NAT/Firewall hat vier RJ45-Ports – ein WAN-Port für das übergeordnete Unternehmensnetzwerk und drei LAN-Ports für Netzwerke auf Maschinenebene – und steckt ebenfalls in einem ultrakompakten Gehäuse. Er macht die Vernetzung in Betrieben zu einem Kinderspiel, wie diese drei Betriebsmodi zeigen:

- Basic NAT: Hier ordnet der Switch mittels NAT (Network Address Translation) jeder IP-Adresse im internen LAN eine eindeutige IP-Adresse im freien Adressbereich eines externen WAN zu. So lassen sich viele Maschinen und Rechner zu einem Produktionsnetz zusammenschließen und dennoch aus einem externen Netzwerk eindeutig ansprechen.

 

- Machine-to-Machine-NAT: Bei dieser Variante organisieren mehrere Switche den Datenverkehr zwischen mehreren internen IPv4-Netzwerken in ein übergeordnetes Netz. Dabei dürfen die internen Netze/Rechner/Maschinen die gleiche IP-Adresse haben, jeder Switch übersetzt die IP-Adressen mittels NAT so, dass Maschinen oder Rechner mit gleichen IP-Adressen eindeutig aus dem Unternehmensnetzwerk angesprochen werden können.

- Portforwarding: Hier weist der Switch einer externen IP-Adresse mehrere interne zu, allerdings auf Portbasis. Das ist nützlich, wenn der Anwender keine weiteren IP-Adressen freigeben möchte.

 

Die skizzierten Anwendungsfälle konnte man selbstverständlich auch schon bisher lösen. Dazu sind allerdings industrielle Router notwendig, die erheblich teurer sind als die Router, die zuhause am Internetanschluss hängen. Beim ETHERLINE® ACCESS NF04T NAT/Firewall kann man sich den Router sparen, er ist im Switch bereits enthalten. Das spart erheblich Kosten. Dennoch gilt auch hier: Der Switch wird in Deutschland produziert und erfüllt die von LAPP gewohnte hohe Qualität.

In allen genannten Betriebsmodi profitieren Anwender von der eingebauten einstellbaren Firewall. Sie blockt Hackerangriffe auf die IT und Produktionsanlagen in Industriebetrieben. Wie notwendig das ist, zeigen diese Zahlen: Laut dem IT-Branchenverband Bitkom richteten Hacker in Deutschland 2018 Schäden in Höhe von 43 Milliarden Euro an. Zunehmend im Visier ist das Internet der Dinge, wie Attacken mit Malware von Stuxnet über WannaCry bis Petya gezeigt haben.

Zuletzt hat LAPP sein Portfolio mit Switches zur industriellen Datenkommunikation deutlich erweitert. „Unsere Switches decken viele wichtige Anwendungsfälle ab“, verspricht Jürgen Greger. Für Geräte ohne eigene Stromversorgung eigne sich der unmanaged Switch ETHERLINE® ACCESS U04TP01T. Seine vier RJ45-Ports bieten Power over Ethernet, können also zum Beispiel Kameras in der Qualitätssicherung oder Wifi-Access-Points mit Strom und Daten versorgen. Wer hohe Übertragungsraten über große Distanzen benötigt, greift zum ETHERLINE® ACCESS M08T02GSFP. Der managed Switch hat neben den acht RJ45-Ports noch zwei SFP-Ports zum Anschluss von Lichtwellenleitern für schnelles Gigabit-Ethernet. Das ist auch nützlich in Umgebungen, wo es aufgrund hoher Ströme zu EMV-Problemen kommen kann. Dazu bietet LAPP die passenden SFP-Standardmodule an zur Umwandlung des Lichtsignals in ein elektrisches Signal bis 1 Gbit/s an.

 

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