Power over Ethernet (PoE) - eine Technologie, mit der Netzbetreiber viele Arten von Geräten über dasselbe Kabel mit Strom versorgen können, während gleichzeitig Daten übertragen werden - ist in der IT für die Büroumgebung mittlerweile gang und gäbe. Im OT-Bereich (Fertigung) ist das leider noch nicht der Fall, obwohl die Vorteile dieser Technologie dort noch größer sind. PoE stellt in OT-Bereichen jedoch zusätzliche Anforderungen, die Ihre IT-Mitarbeiter möglicherweise nicht kennen. Im Folgenden erfahren Sie, wie Sie die „Power“ von PoE in Ihren Prozessen nutzen können und gleichzeitig eine optimale Zuverlässigkeit der Datenübertragung und der Stromversorgung gewährleisten.

Strom überall und jederzeit

Einer der wichtigsten Vorteile von PoE besteht darin, dass nahezu jeder eine neue Stromleitung sicher aufbauen kann, ohne einen Elektriker beauftragen zu müssen. Denn die Spannung ist niedrig, und es sind weder starke Kabel noch eine Steckdose erforderlich. Wenn Sie beispielsweise ein Dutzend Überwachungskameras in Ihrer Werkshalle oder sogar im Freien an Orten platzieren müssen, an denen es keine geeigneten Verteilerboxen gibt, lassen sich bei den Installationskosten leicht Tausende Euro einsparen. Zudem können Ihre Kameras in wenigen Minuten einsatzbereit sein. 

Industrial PoE

Darüber hinaus sorgt PoE für eine verbesserte Skalierbarkeit, Flexibilität und Mobilität von Geräten, was gerade im Fertigungsbereich wichtig ist. Wenn etwa neue Geräte hinzugefügt oder modifiziert werden, um Prozesse zu optimieren, kann eine über das Netzwerk mit Strom versorgte Kamera ohne jegliche Veränderung der elektrischen Installation schnell neu positioniert werden. Beispiele hierfür sind neue Extruder oder Förderbänder sowie tote Winkel, die überwacht werden müssen.

Überwachungskameras sind sowohl in IT- als auch OT-Umgebungen eine weit verbreitete Anwendung für PoE, aber bei Weitem nicht die einzige, die in der Industrie sinnvoll ist. Auch Steuerungskomponenten wie Sensoren und Controller oder WLAN Access Points, VoIP-Kommunikationsgeräte, schlüssellose Zugangskontrollsysteme, Beleuchtungssteuerungen für die intelligente Gebäudeautomatisierung, wandmontierbare Touchscreens wie elektronische Whiteboards, digitale Beschilderung, Alarmanlagen und vieles mehr können häufig über PoE mit Strom versorgt werden. Da PoE zudem auf Standards basiert, ist diese Technologie herstellerunabhängig. Sie können also Geräte von zahlreichen verschiedenen Anbietern im gleichen Netzwerk einsetzen und das preiswerteste auswählen - es passt in jedem Fall.

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Häufige Gefahren vermeiden

Das „Verdoppeln“ der Daten- und Stromübertragung bietet viele Vorteile, sodass der Einsatz von PoE in vielen industriellen Anwendungen ein „Kinderspiel“ ist. Die Auswahl des richtigen Kabels ist jedoch kein Kinderspiel - es kann beträchtliches Fachwissen erfordern. Denn wenn Datenkabel mit PoE kombiniert werden, wird mit ihnen auch Strom weitergeleitet. Dieser verbindet sich mit dem Widerstand der Verkabelung und gibt Wärme ab. Wird die PoE Leistung erhöht, nimmt der Strom ebenfalls zu. Durch den Erwärmungseffekt kann - anders als in einem Netzwerk ohne PoE - die Einfügedämpfung der Verkabelung die für eine zuverlässige Datenübertragung erforderlichen Grenzen erreichen. Wenn diese überschritten werden, droht ein zeitweiliger oder permanenter Ausfall der Kommunikation. Selbst ein IT-Experte für PoE, der dieses Problem in der Büroumgebung bereits erfolgreich gemeistert hat, weiß möglicherweise nicht, wie es sich verhält, wenn PoE im OT-Bereich eingesetzt wird.

Der Standard und die Spezifikationen für PoE sowie die Vermeidung der Gefahr von Einfügedämpfungen basieren auf einer moderaten Umgebungstemperatur von +20°C und Übertragungsentfernungen von 100 m. Ein erfahrener Netzplaner wird sicherlich ausreichend Spielraum lassen, um mögliche Probleme zu vermeiden. In der Fertigung muss dieser Spielraum jedoch möglicherweise größer sein - oft bedeutend größer. Denn wenn Kabel gebündelt werden, was in der Werkshalle noch häufiger vorkommt als im IT-Bereich, entstehen in der Umgebung der Kabel oft heiße Zonen. Noch wichtiger ist es zu beachten, dass die Umgebungstemperaturen und die Temperaturen an bestimmten Stellen in industriellen Umgebungen oft viel höher sein können als in klimatisierten Büroräumen, was nicht zuletzt an der Wärme liegt, die von benachbarten Geräten abgegeben wird. All dies muss bei der Spezifikation der Kabel berücksichtigt werden, um Unterbrechungen und Ausfälle der Datenübertragung zu vermeiden, die bei empfindlichen Geräten schwerwiegende Folgen haben können. Es sollte auch beachtet werden, dass einige auf dem Markt erhältliche Kabel von geringerer Qualität zwar die Anforderung 20°C „bestehen“, bei höheren Temperaturen jedoch Einfügedämpfungen auftreten können. Kabel von Qualitätsherstellern bieten dagegen einen größeren Spielraum und somit einen besseren Schutz vor Einfügedämpfungen.

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Es ist sozusagen ein Spagat, wenn man Faktoren wie die folgenden berücksichtigen muss:

  • die Datenrate der Anwendung
  • die Umgebungsbedingungen
  • die erforderliche Stromleistung
  • die Übertragungsentfernungen

Die Auswahl der richtigen Kabelkategorie ist nur der Ausgangspunkt. Denn in sensiblen Anwendungen können sogar die Qualität des im Leiter verwendeten Kupfers, die Isolierung, die Abschirmung und die Materialien der Ummantelung die Leistungsfähigkeit beeinflussen, selbst in derselben Kabelkategorie.

Kurzum: Die Anforderungen an den Einsatz von Kabeln für Power over Ethernet in der Fertigung sind deutlich höher als im Büroumfeld oder bei industriellen Netzwerken, in denen nur Daten übertragen werden. Angesichts des noch geringeren Spielraums für Fehler ist es umso wichtiger, sich für einen renommierten und kompetenten Lieferanten von qualitativ hochwertigen Kabeln zu entscheiden, wenn Sie die Vorteile von PoE in Ihren industriellen Prozessen nutzen möchten. Belden verfügt über mehr als 100 Jahre Erfahrung bei der Kabelherstellung und ein umfassendes Know-how bei Netzwerken für alle Umgebungsbedingungen und Anwendungen. Wir unterstützen Sie gerne.

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