Základní průvodce průmyslovými switchi

Tento článek bude o zařízeních, která slouží k rozvádění Ethernetové nebo profinetové sítě po stroji nebo po výrobní hale. Využívají se např. pro propojení mezi PLC a HMI panely nebo mezi PLC a vzdálenými periferiemi. Také umožňují propojovat další zařízení mezi sebou a vytvářet různé topologie. V následujících řádcích probereme téma switchů s ohledem na jejich funkce, vlastnosti i způsoby použití.
Základní průvodce průmyslovými switchi

Manažovatelné nebo nemanažovatelné?

Switche můžeme rozdělit na dvě základní kategorie podle možností konfigurace. Nemanažovatelné switche v rámci sítě pouze propojují zařízení mezi sebou. Manažovatelné mají svou IP adresu, díky které se na ně můžete připojit a nastavovat další parametry (kruhové topologie, alarmy atd.). Díky podpoře SNMP se na nich také lépe provádí diagnostika sítě. Pro účely diagnostiky vám poslouží i možnost nastavení parametrů jako je mirror port, který zrcadlí port z jednoho vstupu na druhý. Alarmy vás upozorní např. na konflikt adres, problém s napájením, překročení teploty nebo vypadnutí switche na kruhové topologii.

Jak funguje mirror port – příklad z praxe

Tato funkce se používá hlavně pro diagnostiku. Umožňuje vám pomocí počítače nebo jiného diagnostického nástroje odposlouchávat komunikaci např. mezi PLC a zbytkem sítě. Příklad: Na portu 7 máte PLC a na portu 2 ostatní periferie. V rámci toho daného switche mezi sebou tedy komunikuje jenom sedmička a dvojka. Pokud se chcete do sítě připojit počítačem, připojíte se třeba do osmičky. Data mezi PLC a jednotlivými periferiemi v tomto případě ale neuvidíte. Komunikace totiž probíhá jen mezi sedmičkou a dvojkou. Díky mirror portu se ale sedmička může zrcadlit a objevit se v kopii automaticky i na osmičce.

Výhody a speciální funkce průmyslových switchů

Průmyslové switche jsou na rozdíl od těch klasických odolnější vůči okolním vlivům, např. teplotám či elektromagnetickému rušení z jiných zařízení (frekvenční měniče apod.) a jsou v robustním ocelovém pouzdře. Také nabízí možnost redundantního napájení. Průmyslové switche mají také speciální funkce, které vám mohou usnadnit práci. Např. QoS (Quality of Service) dělí dostupnou přenosovou kapacitu tak, aby i při zahlcení sítě byla upřednostněna podstatná data a signál nekolísal. Funkce VLAN vytváří na fyzické infrastruktuře virtuálně oddělené sítě. Pokud potřebujete, aby v provozu nebylo více linek propojených fyzicky mezi sebou, nemusíte kupovat několik switchů, VLAN vám umožní vytvořit více samostatných sítí. Navíc se při správném nastavení portů můžete na všechny připojit z jednoho místa. Praktické také je, když switch umí provést test kabelů. Pošle signály do kabelu, zjistí, zda je správně zapojen a zda všechna čísla odpovídají portům, kde by měly být zapojeny. Může zjistit i délku, popř. funkčnost kabelu. Pokud je u switche zkratka LLDP, prakticky to znamená, že zařízení „zná svého souseda“. Díky tomu lze snadno sestavit topologii sítě a zjistit, jak jsou zařízení v síti propojená. K vyčtení dat z jednotlivých prvků slouží protokol SNTP. Pomocí softwaru se můžete dotázat na data, která jsou ve switchi uložena nebo spustit diagnostiku kabelu. Některé switche také mají funkci DHCP. Tento protokol umí přidělit zařízením v síti IP adresu.

Metalika a optika – výhody a nevýhody

V průmyslových switchích bývají standardně konektory RJ 45, do kterých se připojují metalické kabely. U většiny zařízení se dá také vybrat kombinace s optickými porty, tzn. s možností připojení optických kabelů. Metalické kabely jsou žílové kabely, ve kterých je napětí a které komunikují mezi sebou. Jsou levnější než optické, ohebné, dobře se „tahají“ a jsou z 90 % kompatibilní s klasickými konektory RJ 45. Maximální vzdálenost, na kterou mohou mezi dvěma switchi komunikovat, je však pouze 100 m. Jakmile je mezi stanicemi delší vzdálenost, měl by se použít další switch. Také mohou mít v určitých situacích problém s elektromagnetickým rušením. V případě elektromagnetického pole z frekvenčních měničů může docházet k rušení na kabelu a můžete hrozit ztráta nebo porušení dat. Optické kabely jsou vyrobeny buď z plastu nebo ze skla a komunikuje se v nich pomocí světla. Umožňují komunikovat na velké vzdálenosti až v řádech kilometrů. Pokud potřebujete propojit místa vzdálená 2–3 km, tak vám stačí pouze 2 switche. Navíc tím, že se v kabelu šíří světlo, je probíhající komunikace elektromagneticky imunní. Na druhou stranu nejsou tak vhodné pro ohyb. Pokud je budete často nebo příliš ohýbat, můžou se poškodit nebo prasknout a kabel pak přestane vodit. V rámci rozvaděčů se sice používají odolnější plastové, které ale mají tu nevýhodu, že se časem opotřebují, jelikož plast na rozdíl od skla degeneruje.

Speciální switche

Do této kategorie patří například switche s šroubovacími konektory M12. Jejich výhodou je větší odolnost vůči fyzickým vlivům, např. otřesům, kapalinám, vlhkosti apod. Další specialitou jsou PoE switche, které umožňují po daném portu kromě komunikace nabídnout i napájení pro další zařízení. Ty se využívají například v kamerových systémech. Ke kameře stačí připojit pouze datový kabel, který zařízení zároveň napájí. Což je výhoda i ve chvíli, kdy potřebujete zařízení restartovat. Jednoduše jej odpojíte přes PoE switch a nemusíte samotné zařízení nikde hledat a ručně vypínat. Pod tuto kapitolu switchů můžeme zařadit i optické převodníky, které umožňují převádět Ethernet na optiku a zpátky. Jejich výhodou je nižší cena.

Způsoby montáže

Switche se dále dají dělit na dvě kategorie dle způsobu montáže. Tím prvním je připojení na DIN lištu, větší switche se připojují do racku nebo se speciálně montují. Většina switchů, které jsou určeny pro montáž na DIN lištu, umožňuje také montáž přímo do panelu.

Switche od Kyland a Nautilus Infotech

Vlastnosti switchů, které vyrábějí tyto dvě společnosti, jsou velmi podobné. Každá společnost však nabízí designově jiné prvky a jiná provedení. Rozdíl je tedy hlavně v designu, rozestavení prvků a rozměrech, protože do každého zařízení se hodí něco jiného. Kyland se specializuje také na důlní průmysl a energetiku. Switche od obou společností se vyznačují vysokou kvalitou.

Ať už jste se v tomto článku dozvěděli něco nového nebo si zopakovali věci, které dávno znáte, věříme, že vám přišel k chuti. Hledáte vhodný switch pro váš provoz a nejste si jisti, jaký vybrat? Kontaktujte nás a my vám s výběrem poradíme.