Bernd Rosenbaum, Produktmanager im Bereich Communication Interfaces, Phoenix Contact Electronics GmbH, Bad Pyrmont
Mit Power over Ethernet (PoE) werden PoE-fähige Geräte – beispielsweise Überwachungskameras – über ein Kabel mit Daten und Spannung versorgt. Auf diese Weise lässt sich der Verdrahtungsaufwand reduzieren, die Vernetzung gestaltet sich flexibler und aufgrund der schlanken PoE-Verkabelung werden Installationskosten eingespart. Neben der Belieferung im Videoüberwachungsbereich hat sich PoE schnell zur Versorgung der in Bürogebäuden verbauten IP-Telefone etabliert. Auf dem Markt sind heute PSE-Geräte (Power Sourcing Equipment) wie Switches und Injektoren zahlreicher Anbieter verfügbar. Die meisten Komponenten eignen sich allerdings nur für die Nutzung in der Gebäudeinstallation oder im heimischen Umfeld. Sie bieten einfache Spannungsversorgungskonzepte, sind wenig robust und somit günstig in der Anschaffung.
PoE kommt jedoch mittlerweile auch in Industrieapplikationen zum Einsatz. Hier gibt es viele Anwendungsmöglichkeiten, zum Beispiel die Belieferung von WLAN Access Points. In der industriellen Automation wachsen allerdings die Anforderungen an performante Kommunikationsnetzwerke zunehmend. Die Ausfallsicherheit und Zuverlässigkeit der Applikation rücken immer mehr in den Vordergrund. Um den Ansprüchen sämtlicher Nutzungsbereiche gerecht zu werden, ist eine hohe Robustheit der Geräte gefordert. Zur Absicherung vor Gefahren, die sich aus
ergeben, bedingen insbesondere Ethernet-Installationen ausfallsichere Schutzmechanismen.
Wird eine PoE-Versorgung unter industriellen Aspekten verlangt, sollten die Komponenten ebenfalls den üblichen Voraussetzungen für eine robuste Nutzung entsprechen. Ergänzend zu einem hohen Temperaturbereich sowie Schock- und Vibrationsfestigkeit muss eine EMV-Festigkeit vorhanden sein. Die Erdung der Geräte erfolgt über die DIN-Rail-Montage. Bei der Installation im Schaltschrank sieht das Versorgungsspannungskonzept eine Gleichspannung von 24 V DC nominal oder 48 V DC nominal vor. Damit die PoE-Versorgungsgeräte nicht erhitzen, sind zahlreiche PSE mit 48…57 V DC zu beliefern. Einige PoE-Komponenten – etwa Injektoren – verfügen zudem über einen Weitspannungsbereich von 18…57 V DC.
Galvanische Trennung interner DC/DC-Wandler …
Um eine 24-V-Versorgung auf die benötigte PoE-Spannung von 54 V zu erhöhen, beinhalten die Geräte einen internen DC/DC-Wandler. Gerade bei PoE, wo mitunter hohe Ströme auf dem Netzwerkkabel fließen, ist eine galvanische Trennung des Wandlers wichtig, die aktive industrielle Netzwerkkomponenten in der Regel bieten. In Videoüberwachungsanlagen mit einer PoE-Versorgung werden allerdings PoE-Switches oder -Injektoren verwendet, die keine Trennung im Netzteilkonzept aufweisen. Da PoE hier anfangs vornehmlich zur Anbindung von Kameras eingesetzt wurde, gab es keine entsprechenden Anforderungen.
