Steuerungstechnik Mobiles Management

Ethernet und Datenautobahnen auf Basis von Lichtwellenleitern (LWL) werden für die Automatisierung immer wichtiger, gerade vor dem Hintergrund von Industrie 4.0. Denn mit LWL können Datenraten von bis zu 40 Gigabit pro Sekunde übertragen und Entfernungen von 100 Kilometern oder mehr überbrückt werden. Reibungslose Produktionsprozesse hängen jedoch maßgeblich von der Ausfallsicherheit des Netzwerks ab.

Mit der neuen Software von EKS Engel ist der Zugriff auf Industrial Ethernet Switches über Webinterface, SNMP und Command-Line Interface möglich, wodurch die Verfügbarkeit der Datenkommunikation erhöht wird. SNMP eignet sich vor allem für große Netzwerke, bei denen es zu zeitaufwändig wäre, jeden Switch einzeln anzusprechen. Wenn keine Adressierungsdaten zur Verfügung stehen, bietet Command-Line Interface mit einem netzwerkunabhängigen Zugang die Möglichkeit, über Kabel und serielle Schnittstelle auf die Geräte zuzugreifen.

Umfangreiche Diagnose

Die Software basiert auf Java Script und HTML5. Sie funktioniert mit allen Browsern und Betriebssystemen. Dadurch können Switches nicht nur über einen PC, sondern auch über Smartphone und Tablet gesteuert werden. Um die Datensicherheit zu gewährleisten, sollte ein Zugang über VPN beziehungsweise ein Access Point mit Verschlüsselungsverfahren verwendet werden.

Die Software-Funktionen reichen von Quality of Service (QoS) über zuverlässige Ringredundanzmechanismen wie MRP und – für komplexere Netzwerkstrukturen – RSTP bis hin zu umfangreichen Diagnosemöglichkeiten, die über rund 50 Eskalationsstufen auf die jeweiligen Anforderungen abgestimmt werden können. Außerdem lassen sie sich mit Alarmen koppeln, die via SNMP, E-Mail oder Relais angezeigt werden. Darüber hinaus sind SNMP-Traps möglich, mit denen im Fehlerfall ein bestimmter Empfänger alarmiert wird.

Zu den Parametern der Switches, die ausgewertet werden können, zählen zum Beispiel der Status der Twisted-Pair- und Lichtwellenleiter-Ports oder die Temperatur der Geräte und deren Spannungsversorgung. Darüber hinaus lässt sich sowohl die Netzwerktopologie als auch der Zustand der Lichtwellenleiter-Strecken überwachen, was sich bisher nur durch aufwändige Messungen wie etwa der optischen Reflektometrie (OTDR) herausfinden ließ. Über eine Ampel wird signalisiert, ob die Differenz aus Sendeleistung und Empfangsempfindlichkeit auf den Strecken im grünen, gelben oder roten Bereich liegt. Bei gelb funktioniert die Datenkommunikation noch, jedoch sollten zeitnah Wartungs- oder Instandsetzungsmaßnahmen eingeleitet werden.

Konsumgüter als Vorbild

Das intuitive Bedienkonzept der Software orientiert sich an Vorbildern aus der Konsumgüterbranche. Um die Konfiguration zu erleichtern, können zusätzlich Hilfetexte und Beispiele aufgerufen werden. Durch Echtzeitvalidierung wird überprüft, ob die Eingabe von Parametern zulässig ist. Unzulässige Konfigurationen lassen sich nicht aktivieren. Änderungen, die noch nicht gespeichert wurden, werden deutlich markiert. Dadurch behält der Anwender vor allem in komplexen Menüs den Überblick. Außerdem werden Port-Bezeichnungen, die in den Basiseinstellungen hinterlegt wurden, automatisch in allen Menüs übernommen. Das erleichtert die Konfiguration und spart Zeit bei der Fehlersuche.

Die Benutzeroberfläche der Software wurde für mobile Endgeräte wie Tablets und Smartphones konzipiert. Da die Eingabe über Touchscreens weniger präzise ist, als bei der Bedienung mit der Maus eines PCs, wurden die Bedienfelder entsprechend angepasst. Navigiert wird über Touch-Gesten wie Tippen und Ziehen. Dabei werden nur die Inhalte verschoben, während die Menüführung unverändert bleibt. Der Bildschirm ist also ähnlich wie beim Windows Explorer zweigeteilt. Der mobile Zugriff auf Switches ist vor allem bei Wartungseinsätzen mit beengten Platzverhältnissen und fehlenden Ablageplätzen von Vorteil. Denn ein Notebook in einer Hand zu balancieren und mit der anderen gleichzeitig Daten einzugeben, ist nicht einfach. Smartphones und Tablets sind dagegen leichter zu handhaben, so dass im Fehlerfall schnell reagiert und mit der integrierte Kamera die Situation vor Ort dokumentiert werden kann.

Maßgeschneiderte Lösungen

Die Software besteht aus drei schichtweise aufgebauten Modulen. Die unterste Schicht enthält die Treiber für die Switches. Darauf setzt das Steuerungsmodul auf, das die Protokolle verwaltet und die Geräte konfiguriert. Dazu gehört auch die Einstellung der Redundanzverfahren und der QoS-Funktionen, mit denen sich beispielsweise Kriterien für die Priorität definieren lassen, mit der die Daten von den Switches weitergeleitet werden. Insgesamt stehen acht IP-Prioritätsklassen und 64 TCP-Abstufungen zur Verfügung. In diesen Bereich gehört auch Rate Control, eine Regelung der Datendurchflussmenge. Dabei kann zwischen Unicast, Multicast oder Broadcast ausgewählt werden. Daran angedockt sind Zugriffsmöglichkeiten, wie Webinterface, SNMP und Command-Line Interface. Welche Konfigurationen und Protokolle in den Switches jeweils verfügbar sein sollen, wird auf der obersten Schicht der Software festgelegt.

Die modulare Software lässt sie sich innerhalb weniger Wochen individuell anpassen. Das gilt für die grafische Umsetzung des Corporate Designs und kundenspezifischer Menüs, etwa für I/O-Applikationen, ebenso wie für den Funktionsumfang. Dadurch wird die Software weniger komplex und das Personal in der Produktion weiß, worauf es sich konzentrieren muss. Außerdem lassen sich verschiedene Möglichkeiten für den Lese- und Schreibzugriff definieren, so dass nach der Einrichtung der Switches ein Teil der Optionen ausgeblendet ist.