Wählen Sie Geschäftskunde oder Privatkunde, um Preise ohne oder mit Mehrwertsteuer zu sehen.
Geschäftskunde
Privatkunde

Industrial Ethernet: Durch Industrie 4.0 ein wichtiger Bestandteil der Automatisierung

In der Automatisierung von Produktionsketten ist das Industrial Ethernet im Zuge der Industrie 4.0 zu einer festen Größe geworden. Doch was genau hat es mit dem Industrial-Ethernet-Standard auf sich? In diesem Ratgeber erfahren Sie, wo Industrial Ethernet eingesetzt werden kann und welche Unterschiede es im Vergleich zum klassischen Gigabit-Ethernet aufweist.


Was ist Industrial Ethernet?

Bei Industrial Ethernet handelt es sich um eine Weiterentwicklung des Ethernet-Standards, der speziell für die Anforderungen im industriellen Bereich entwickelt wurde. Er basiert auf verschiedenen internationalen Standards wie IEEE 802.3 und ISO/IEC 11801. Ziel ist es, nicht nur Daten von Computern zu übertragen, sondern auch Geräte, die zur Steuerung und Überwachung von Produktionsprozessen dienen, in das Netzwerk einzubinden. Dazu werden im industriellen Bereich spezielle Industrial-Ethernet-Protokolle wie etwa Profinet, Ethercat oder Powerlink eingesetzt. Eine besondere Bedeutung kommt der Übertragung von wichtigen Produktionsdaten in Echtzeit (Stichwort: Echtzeit-Ethernet) in industriellen Netzwerken zu.

Nur so ist eine präzise Steuerung der Produktionsprozesse in der Automobilindustrie oder im Lebensmittelbereich (z.B. in Abfüllanlagen) überhaupt möglich. Die Geschwindigkeit liegt bei der Industrial-Ethernet-Technologie üblicherweise zwischen 10 Megabit pro Sekunde und 1 Gigabit pro Sekunde. Die Datenübertragung kann über Lichtwellenleiter oder Ethernet-Kabel auf Kupferbasis erfolgen. Als Schnittstelle wird überwiegend RJ45 genutzt. Neben dem kabelgebundenen Netzwerk gibt es auch Industrial-Wireless. Zwar bietet diese Technologie aufgrund ihres geringen Material- und Kostenaufwandes viele Vorteile, durch Schwächen bei Echtzeitübertragung, Zuverlässigkeit und Mängeln bei der sicheren Kommunikation hat Industrial-Wireless bisher allerdings noch nicht den Durchbruch geschafft.


Unterschiede zwischen Ethernet und Industrial Ethernet

Von der bereits genannten Datenübertragung in Echtzeit und den speziellen Ethernet-Protokollen abgesehen, unterscheidet sich das industrielle Ethernet vom Standard-Ethernet-Netzwerk auch in Hinsicht der eingesetzten Komponenten. Während in einer Büroumgebung keine besonderen Anforderungen an die Widerstandsfähigkeit von Kabeln und Netzwerkkomponenten (Switches, Hubs usw.) gestellt werden, sieht das im Bereich der industriellen Kommunikation anders aus. Die rauen Umgebungen im industriellen Umfeld stellen hohe Anforderungen an die empfindlichen Ethernet-Switches. Je nach Umgebung ist mit einer erhöhten EMV-Belastung, extremen Temperaturen, Vibrationen, Feuchtigkeit oder Schmutz zu rechnen.

Industrial-Ethernet-Switches besitzen daher ein robustes Gehäuse aus Vollmetall. Solche Switches sind zudem im kompakten Design mit einem Modulgehäuse für die Standard-Hutschienen-Montage erhältlich. Bei der Konstruktion entsprechender Switches wird auf eine hohe Resistenz gegenüber Vibrationen geachtet. Während normale Switches gewöhnlich für einen Temperaturbereich von 0 bis 40 °C spezifiziert sind, müssen Switches im Industrial-Bereich mindestens Temperaturen von 0 bis zu 60 °C widerstehen. Auch bei der Verkabelung gibt es Unterschiede: In der Industrie genutzte Netzwerkkabel verfügen über eine verbesserte Abschirmung, dazu kommt eine höhere Qualität und Widerstandsfähigkeit der Ummantelung. Als Stecker werden RJ45-Stecker verwendet, im Vergleich zum konventionellen Ethernet sind diese allerdings nach IP67 zertifiziert. Neben RJ45- finden unter anderem auch M8- beziehungsweise M10-Stecker Verwendung.


Unser Praxistipp: Umweltbedingungen beachten

Bei der Anschaffung eines neuen Switches sollten Sie darauf achten, dass das Gerät für die im Einsatzgebiet herrschenden Temperaturen geeignet ist. Ein Nichtbeachten der freigegebenen Temperatur kann ein instabiles Verhalten des Netzwerks oder eine irreparable Beschädigung der Switches nach sich ziehen.


Unmanaged- und Managed-Switches

Bei einem Switch handelt es sich vereinfacht ausgedrückt um einen Verteiler, der verschiedene Geräte in einem Netzwerk (LAN) miteinander verbindet. Er leitet dank der Paketvermittlung alle verschickten und ankommenden Daten an den jeweils passenden Empfänger weiter. Im Vergleich zum Hub ist ein Switch in der Lage, Datenpakete via Uni- oder Multicast an die Geräte im Netzwerk zu leiten.

Unterschieden wird zwischen Managed- und Unmanaged-Ethernet-Switches: Ein Unmanaged-Switch (Layer 2) ermöglicht die Kommunikation zwischen verschiedenen Geräten im Netzwerk. Wichtige Parameter wie Datenrate oder ob Half- beziehungsweise Full-Duplex-Übertragung genutzt wird, ermittelt das Gerät automatisch. Mit einem Managed-Switch (Layer 3 und höher) hat der Administrator eine tiefgreifendere Kontrolle über das Routing. Jeder einzelne Port kann den individuellen Anforderungen entsprechend konfiguriert werden. Während ein Unmanged-Switch mittels Plug & Play funktioniert und somit keinerlei Einstellungen benötigt, ist für die Konfiguration eines Managed-Switches erweitertes Fachwissen nötig.


Worauf muss ich beim Kauf von Industrial-Ethernet-Switches achten?

Überlegen Sie vor dem Kauf, ob Sie einen Switch mit kompaktem Gehäuse für die Montage auf der Hutschiene anschaffen möchten oder ob es ein 19-Zoll-Modell sein soll. Ebenfalls wichtig ist die Anzahl der zur Verfügung stehenden Ports. Planen Sie hier besser mit einem Modell, dass einige Ports mehr bietet, als Sie aktuell benötigen. So ist später eine flexible Erweiterung schnell und kostengünstig möglich.

Switches, die in der Industrie betrieben werden, müssen wenigstens Temperaturen zwischen 0 und 60 °C aushalten. Es sind aber auch Modelle verfügbar, die deutlich höhere oder niedrigere Temperaturen verkraften können. Wird der Gigabit-Ethernet-Switch beispielsweise in einer Kühlhalle installiert, sollten Sie zu einem Gerät greifen, das auch stabil bei sehr niedrigen Temperaturen arbeiten kann. Zusätzlich müssen Sie in Ihre Kaufentscheidung miteinbeziehen, ob Sie für die industrielle Nutzung einen Managed- oder Unmanaged-Gigabit-Switch verwenden möchten. Durch das Plus an Kontrolle werden in Unternehmen häufig Managed-Switches bevorzugt.


FAQ – häufig gestellte Fragen zu Industrial-Ethernet

Was ist Power over Ethernet (PoE)?

PoE steht für Power over Ethernet und ermöglicht die Spannungsversorgung von angeschlossenen Geräten direkt über den RJ45-Port. Gesonderte Netzteile können somit entfallen. Es wird zwischen drei PoE-Standards unterschieden: PoE (IEEE 802.3af) bietet pro Port eine maximale Leistung von 15,4 Watt, die nutzbare Leistung liegt bei 12,95 Watt. Bei PoE+ (IEEE 802.3at) steht pro Port eine Leistung von 25,4 Watt zur Verfügung, was einer nutzbaren Leistung von 21,90 Watt entspricht. PoE+++ oder 4PPoE (IEEE 802.3bt) stellt eine nutzbare Leistung zwischen 70 bis 100 Watt bereit.

Conrad Electronic SE benötigt für einzelne Datennutzungen Ihre Einwilligung, um die Funktion der Website zu gewährleisten und Ihnen unter anderem Informationen zu Ihren Interessen anzuzeigen. Mit Klick auf "Zustimmen" geben Sie Ihre Einwilligung dazu. Ausführliche Informationen erhalten Sie in unserer Datenschutzerklärung.
Sie haben jederzeit die Möglichkeit Ihre Zustimmung in der Datenschutzerklärung zurück zu nehmen.
Ablehnen
Zustimmen