Industrial Ethernet Switch: So finden Sie den richtigen Switch für Ihre Maschine und Anlage

SPS, HMI, Kamerasysteme, I/O-Module und Fernwartung – moderne Maschinen kommunizieren ständig miteinander. Damit diese Kommunikation zuverlässig funktioniert, braucht es mehr als ein paar freie RJ45-Ports.

Ein Industrial Ethernet Switch verbindet die Teilnehmer eines industriellen Netzwerks und verteilt die Daten gezielt zwischen den angeschlossenen Geräten. Für den Schaltschrankbau und Maschinenbau ist dabei entscheidend, dass der Switch nicht nur technisch zum Netzwerk passt, sondern auch für den industriellen Einsatz ausgelegt ist.

Doch welcher Switch ist der richtige? 

Unmanaged, Lite Managed oder Managed? Fast Ethernet oder Gigabit? 5, 8 oder 16 Ports?Die richtige Auswahl hängt vor allem davon ab, was das Netzwerk leisten muss – heute und auch bei der nächsten Erweiterung.

 

Was ist Industrial Ethernet?

Industrial Ethernet bezeichnet Ethernet-Technologien, die für die Vernetzung von Geräten und Anlagen in industriellen Umgebungen eingesetzt werden. Dazu gehören beispielsweise SPS, HMI, Sensoren, dezentrale I/O-Systeme, IPCs, Kameras und weitere Automatisierungskomponenten.
Der entscheidende Unterschied zum klassischen Ethernet im Büro liegt weniger im Ethernet selbst als in der Auslegung der Komponenten für industrielle Bedingungen.
Ein Industrial Ethernet Switch muss beispielsweise mit Bedingungen zurechtkommen, die in einem Schaltschrank oder direkt an einer Maschine auftreten können:

• elektromagnetische Störungen
• Vibrationen
• Temperaturschwankungen und ein
• dauerhaft laufender Betrieb. 

Typische Merkmale industrieller Switches sind deshalb unter anderem:

• DIN-Schienenmontage
• Gleichspannungsversorgung
• erhöhte EMV-Störfestigkeit und
• robuste Gehäuse.

Die Industrial Ethernet Switches vom Hersteller SALZ Automation sind beispielsweise mit kompakten Metallgehäusen für industrielle Anwendungen ausgelegt. Je nach Modell stehen Fast-Ethernet- oder Gigabit-Ports sowie unterschiedliche Managementfunktionen zur Verfügung.

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Warum nicht einfach einen Büro-Switch verwenden?

Ein günstiger Büro-Switch kann technisch durchaus Ethernet-Daten übertragen. Für den Einsatz im Schaltschrank ist er aber nicht automatisch die bessere Wahl.
Im Maschinen- und Anlagenbau zählen zusätzlich:

• robuste Bauweise
• kompakte Montage auf der DIN-Schiene
• zuverlässiger Betrieb im erweiterten Temperaturbereich
• erhöhte Störfestigkeit
• industrielle Versorgungsspannungen
• Funktionen zur Stabilisierung und Diagnose des Netzwerks
• zuverlässiger Dauerbetrieb

Der Switch ist damit nicht einfach ein Verteiler für Netzwerkkabel – er ist ein Bestandteil der Automatisierungsinfrastruktur.

 

Unmanaged, Lite Managed oder Managed?

Die wichtigste Entscheidung ist häufig nicht die Anzahl der Ports, sondern die Frage:
Wie viel Kontrolle soll ich über mein Netzwerk haben?

Unmanaged Switch: Anschließen und loslegen

Ein Unmanaged Switch benötigt keine aufwendige Konfiguration. Anschließen, Geräte verbinden und das Netzwerk kann in Betrieb gehen.
Das macht ihn besonders interessant für Maschinen und Anlagen mit überschaubarer Netzwerkstruktur, bei denen keine umfangreiche Netzwerkverwaltung erforderlich ist.
Die SALZ Unmanaged Switches verfügen je nach Modell beispielsweise über Funktionen wie QoS, VLAN-Support, Storm Control oder Flow Control.

Typische Anwendung:
SPS + HMI + dezentrale Peripherie + weiterer Netzwerkanschluss
 

Lite Managed: Mehr Kontrolle, ohne unnötige Komplexität

Hier wird es für viele Maschinenbauer und Schaltschrankbauer besonders interessant.
Ein Lite Managed Switch bietet zusätzliche Möglichkeiten zur Überwachung und Optimierung des Netzwerks, ohne dass gleich die Komplexität eines voll gemanagten Netzwerks erforderlich ist.
Beim SALZ SWITCH 4008GT stehen beispielsweise Funktionen wie VLAN, QoS, RSTP, LLDP, Jumbo Frames und redundante Spannungsversorgung zur Verfügung. Über eine integrierte Management-Plattform können Netzwerkzustände überwacht und analysiert werden.

Ein Beispiel aus der Praxis:
Eine Kamera liefert plötzlich keine Bilder mehr. Bei einem einfachen Unmanaged Switch sieht man zunächst nur: Link vorhanden oder nicht vorhanden.
Bei einem Lite Managed Switch können zusätzliche Informationen über Ports und Netzwerkverkehr helfen, die Ursache schneller einzugrenzen.

Managed Switch: Wenn das Netzwerk selbst zur Aufgabe wird

Ein vollständig Managed Switch bietet die umfangreichsten Möglichkeiten.
Ports lassen sich gezielt konfigurieren, Datenströme können priorisiert und Netzwerke überwacht und verwaltet werden.

Je nach Anwendung kommen beispielsweise VLANs, QoS, Redundanz- und Diagnosefunktionen zum Einsatz. Das ist vor allem dann interessant, wenn Netzwerke größer werden, unterschiedliche Datenströme getrennt werden müssen oder hohe Anforderungen an Überwachung und Ausfallsicherheit bestehen.

Kurz gesagt:
Je komplexer das Netzwerk, desto wichtiger wird die Möglichkeit, es zu überwachen und gezielt zu beeinflussen.
 

Fast Ethernet oder Gigabit Ethernet?

Auch hier gilt nicht automatisch: Gigabit ist immer besser.
Die richtige Geschwindigkeit hängt von der Anwendung und dem zu erwartenden Datenverkehr ab.

Fast Ethernet – 100 Mbit/s
Für viele klassische Automatisierungsaufgaben reichen 100 Mbit/s vollkommen aus.
Beispielsweise:

• SPS-Kommunikation
• HMI
• einfache dezentrale Peripherie
• kleinere Automatisierungsnetzwerke
• Maschinen mit überschaubarem Datenaufkommen
  

Praxistipp: Die SALZ SWITCH 1005TX und 1008TX bieten beispielsweise 5 bzw. 8 Fast-Ethernet-Ports mit 10/100 Mbit/s.

Gigabit Ethernet – 1.000 Mbit/s
Gigabit Ethernet spielt seine Vorteile aus, wenn größere Datenmengen übertragen werden. Zum Beispiel bei:

• Kamerasystemen
• mehreren leistungsfähigen Netzwerkgeräten
• größeren Maschinen
• IPCs
• datenintensiven Anwendungen
• größeren Automatisierungsnetzwerken
• zukünftigen Erweiterungen

Praxistipp: Der SALZ SWITCH 2008GT bietet beispielsweise 8 Gigabit-Ports und Funktionen wie QoS, VLAN und Jumbo Frames.
Wenn heute eine kleine Maschine geplant wird, aber morgen Kamerasysteme, zusätzliche Steuerungen oder weitere Netzwerkteilnehmer dazukommen könnten, kann Gigabit Ethernet eine sinnvolle Investition in die Zukunft sein.

 

Wie viele Ports braucht mein Industrial Ethernet Switch?

Die Portanzahl wird häufig als erstes Auswahlkriterium betrachtet. Eigentlich sollte sie aber aus der Netzwerkstruktur abgeleitet werden.
Nehmen wir eine typische Maschine: SPS → HMI → Kamera → dezentrale I/O → Fernwartungsrouter

Dafür werden bereits mehrere Netzwerkanschlüsse benötigt. Wichtig: Nicht nur die aktuell benötigten Ports zählen. Planen Sie nach Möglichkeit mindestens einen zusätzlichen Anschluss für Erweiterungen, Service oder Diagnose ein.

5 Ports: Für kompakte Maschinen und überschaubare Netzwerke.

• SPS
• HMI
• I/O
• Fernwartung
• Reserve
  

8 Ports:  Der flexible Standard für viele Maschinen- und Schaltschrankanwendungen.

• SPS
• HMI
• 2 × I/O
• Kamera
• IPC
• Fernwartung
• Reserve

16 Ports: Wenn viele Teilnehmer zusammenkommen oder eine Maschine bzw. Anlage von Anfang an Erweiterungsreserven benötigt.

Praxisbeispiel: SPS, HMI, Kamera und Fernwartung

Ein typischer Aufbau im Maschinenbau könnte beispielsweise so aussehen:
SPS
↓
Industrial Ethernet Switch
↙        ↓              ↓                        ↘
HMI | Kamera | dezentrale I/O | Fernwartungsrouter

Der Switch bildet dabei den zentralen Verbindungspunkt.
Und genau hier zeigt sich, warum die Auswahl nicht nur nach dem Preis erfolgen sollte.
Eine Kamera kann deutlich mehr Datenverkehr erzeugen als ein HMI. Gleichzeitig soll die Kommunikation zwischen SPS und Automatisierungskomponenten zuverlässig funktionieren.
Hier können Funktionen wie QoS und Flow Control helfen, Datenverkehr gezielt zu behandeln und die Netzwerkkommunikation stabil zu halten. 
Bei größeren oder komplexeren Netzwerken kommen zusätzlich Funktionen wie VLAN, RSTP oder Netzwerkdiagnose ins Spiel.

 

Was macht einen guten Industrial Ethernet Switch aus?

Beim Vergleich können mehrere Kriterien in Betracht gezogen werden:

1. Industrietaugliche Hardware
   Metallgehäuse, kompakte Bauform, DIN-Schienenmontage und hohe Störfestigkeit sind im Schaltschrank wichtige Faktoren.
2. Passende Geschwindigkeit
   100 Mbit/s können für viele Maschinen vollkommen ausreichend sein. Bei Kameras, IPCs und höherem Datenaufkommen ist Gigabit Ethernet oft die bessere Wahl.
3. Passende Portanzahl
   5, 8 oder 16 Ports sollten zur aktuellen Netzwerkstruktur passen – und idealerweise noch etwas Reserve lassen.
   
4. Netzwerkfunktionen
   QoS, VLAN, Flow Control, Storm Control oder Redundanz können je nach Anwendung entscheidend sein.
   
5. Diagnosemöglichkeiten
   Je komplexer das Netzwerk, desto wertvoller wird die Möglichkeit, Fehler und Netzwerkzustände gezielt zu überwachen.
6. Versorgung
   Industrial Ethernet Switches werden typischerweise mit Gleichspannung versorgt. Je nach Gerät gint es unterschiedliche Versorgungsspannungsbereiche. Einige Modelle verfügen zusätzlich über eine redundante Spannungsversorgung

 

Industrial Ethernet Switches für den Schaltschrankbau

Bei der Auswahl eines Industrial Ethernet Switches ist es ratsam im Vorfeld folgende Fragen zu stellen:

• Wie viele Ports brauche ich?
• Wie viele Geräte werden angeschlossen?
• Wie viel Datenverkehr entsteht?
• Brauche ich Diagnosemöglichkeiten?
• Muss Datenverkehr priorisiert werden?
• Ist eine spätere Erweiterung geplant?
  

JaunaTronic beratet Sie gerne zur richtigen Auswahl für Ihre Maschine/Anlage.