PoE und PoE+ für industrielle Anwendungen
Power over Ethernet oder kurz PoE ist aus vielen Industrie 4.0 Anwendungen nicht mehr weg zu denken. Bei PoE wird das Ethernet Kabel neben der Datenübertragung auch für die Übertragung von Strom und Spannung genutzt. Dies vereinfacht die Verkabelung, weil für viele Anwendungen nur noch ein Kabel für die Datenübertragung und Spannungsversorgung genutzt wird.
Um PoE zu nutzen, müssen die Geräte verschiedene Standards erfüllen. Hier ist eine kurze Auflistung der Geräte zu finden:
- Powered Device (PD) ist ein Endgerät welches über PoE betrieben werden kann. Hierzu zählen zum Beispiel IP Kameras, WLAN Access Points, VoIP Telefone, Netzwerk Router, Industrielle Systeme wie Sensoren, Controller, Zähler und mehr, POS Terminals und auch PoE Splitter. Zusätzlich können viele weitere Geräte mit PoE betrieben werden.
- Power Sourcing Equipment (PSE) ist ein PoE Switch oder ein PoE Injektor welcher in der Lage ist die Datenleitung mit zusätzlicher Spannung zu versorgen. Ein PoE Injektor führt einem Ethernet Port Strom und Spannung hinzu, bei einem PoE Switch sind es immer mehre Ports. Zudem ersetzt es auch ein normaler Switch.
- PoE Splitter kann den Strom und die Spannung von den Daten trennen. Somit können Sie an einen PoE Splitter welcher von einem PoE Injektor oder Switch versorgt wird auch ein Gerät mit Strom versorgen welches normalerweise nicht über PoE betrieben werden kann.
- PoE Netzteil ist nicht standardisiert, wird aber sehr häufig benötigt. Hierbei ist zu beachten das die Spannung auf den Datenleitungen je nach PoE Standard zwischen 44 V DC und 57 V DC beträgt. Als Eingangsspannung ist dies in vielen Anwendungen sehr untypisch. Aus dem Grund muss ein Netzteil die Spannung z. B. von 12 V DC oder 24 V DC auf eine höhere Spannung wie z. B. 48 V DC wandeln.
Power over Ethernet (PoE) Standards
Es gibt verschiedene PoE Standards. Grundsätzlich ist der Hauptunterschied die verfügbare Leistung, welche je nach Standard von 15,4 V bis 100 V geht. Zusätzlich ist noch wichtig ob nur 100 Mbit oder auch Gigabit PoE unterstützt wird. Oft sprechen wir nur von PoE, PoE+ und PoE++.
| „PoE“ 802.3af | „PoE+“ 802.3at | „PoE++“ 802.3.bt | „PoE++“ 802.3.bt | |
|---|---|---|---|---|
| Typ | Type 1 | Type 2 | Type 3 | Type 4 |
| Verfügbare Leistung am Endgerät | 12,95 Watt | 25,50 Watt | 51 Watt | 71 Watt |
| Ausgangsleistung am Switch oder Injektor | 15,40 Watt | 30,00 Watt | 60 Watt | 100 Watt |
| Spannung am Endgerät | 37 – 57 V DC | 42,5 - 57,00 V DC | 42,5 - 57,00 V DC | 41,1 - 57,00 V DC |
| Spannung am Switch oder Injektor | 44 – 57 V DC | 50 – 57 V DC | 50 – 57 V DC | 52,00 – 57 V DC |
Passives PoE
Passives PoE ist nicht standardisiert und es findet keine Kommunikation zwischen dem Endgerät und dem Switch oder Injektor statt. In den meisten Fällen nutzt passives PoE 24 V DC. Bei vielen einfachen Geräten wird passives PoE verwendet und ist nicht mit dem standardisierten PoE kompatibel. Oftmals wird ein einfacher passiver PoE Injektor mit dem Endgerät wie einem WLAN Access Point mitgeliefert.
Power over Ethernet für industrielle Anwendungen
PoE und PoE+ wird auch für industrielle Anwendungen genutzt. Ein sehr großer Vorteil ist die einfache Verkabelung und Anbindung von Geräten und Sensoren. Oftmals wird ein PoE Injektor oder ein PoE Switch in einem Schaltschrank auf der Hutschiene montiert. Klassisch gib es in Schaltschränken eine 24 V DC Spannungsversorgung und vereinzelt auch 12 V DC. Aus diesem Grund ist auch immer noch ein zusätzliches Netzteil erforderlich welches die Spannung entweder von AC auf 48 V DC bis 50 V DC wandelt oder ein DC / DC Konverter, welcher die Spannung von den vorhanden 24 V DC auf 48 V DC hochregelt.
PoE+ Switch für die Hutschiene mit Power Booster
Für die Hutschiene können auch PoE+ Switches mit integriertem DC / DC Wandler genutzt werden. Diese Switches können von 12 V DC oder 24 V DC die Spannung auf 48 bis 57 V DC hochregeln und es ist somit kein externes Netzteil erforderlich. Die UGS-400 Serie hat 8 Gigabit PoE+ Ports und optional noch zwei SFP Ports für Fiber Anschlüsse. Zusätzlich verfügt die Serie noch über einen integrierten Power Booster und kann direkt mit 12 bis 57 V DC betrieben werden. Das robuste Design, die Hutschienenmontage und der erweiterte Temperaturbereich von -40°C bis +75°C erlauben es den Switch auch bei extremen Bedingungen einzusetzen.
PoE+ Injektor Hutschiene mit 24 V DC
Immer dann, wenn Power over Ethernet Injektoren in einem Schaltschrank mit 24 V DC betrieben werden sollen eignet sich der PoE+ Injektor UGI-501-1PoE mit Gigabit Ethernet. Das Gerät kann von 12 bis 57 V DC mit Spannung versorgt werden. Es wird sowohl PoE mit 15,4 Watt wie auch PoE+ mit bis zu 30 Watt unterstützt. Es kann ein Gerät angeschlossen werden.
