Wie Sie mit redundanter Netzwerktechnik maximale Performance erreichen

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Performanter, redundanter Backbone mit IT-Anschluss

Das Netzwerk der Beneo-Palatinit-Anlage verbindet derzeit vier Prozessteile mit über 50 Simatic PCS 7 Operator Stationen (OS) in der zentralen Leitwarte (insgesamt etwa 400 Netzwerkteilnehmer) und – abgesichert über eine Firewall – das ans Standort-IT-Netz angebundene Management Information System (MIS). Letzteres ist eine von Siemens entwickelte Branchenlösung für die Zuckerindustrie zur Archivierung, Aufbereitung und Visualisierung von Prozessdaten. Die durchweg auf robusten Simatic Industrie-PC laufenden PLS-/PCS 7-Server und die Kernkomponenten des Anlagennetzwerks sind redundant ausgeführt und zum Teil in räumlich voneinander getrennten Schalträumen installiert.

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Als Backbone und Bindeglied fungieren nun zwei Industrial Ethernet Switches des Typs Scalance XR552-12M. Die 19-Zoll-Rack-Geräte sind vollmodular aufgebaut und bieten mit zwölf Steckplätzen für unterschiedliche elektrische und optische 4-Port-Medienmodule sowie vier Steckplätzen für Transceiver des Typs SFP (Small Form Factor Pluggable) bzw. SFP+ maximale Freiheit bei der Netzwerkkonfiguration. Damit lassen sich auch heterogene („gewachsene“) Teilsysteme einfach zusammenführen und das Lastmanagement optimieren.

Entscheidend für die vom Betreiber getroffene Wahl waren an dieser zentralen Stelle im Netzwerk die Routing-Funktionen des Scalance X-500 auf der Layer-3-Ebene, die eine Kommunikation zwischen verschiedenen IP-Subnetzen (Anlagenteilen) mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von 10 Gbit/s ermöglichen. Zudem fasst das Virtual Router Redundancy Protocol (VRRP) beide Switches zu einer logischen Gruppe zusammen. Diese präsentiert sich im Netzwerk als ein logisches Gerät und sorgt bei einem Ausfall intern für die geforderte Redundanz. Die Layer-3-Funktionen können über das Wechselmedium Key-Plug ohne Tausch der Hardware einfach nachgerüstet werden, sodass die Netzwerktechnik mit den Dimensionen bzw. Anforderungen wachsen kann.

Leistung und Verfügbarkeit in Subnetzen erhöht

Um die wachsenden Datenströme von, zu und in den Anlagenteilen schnell und weitgehend ausfallsicher bewältigen zu können, hat Beneo-Palatinit auch in den unterlagerten Subnetzen die vorhandenen Switches durch aktuelle Scalance-Geräte ersetzt und die Redundanzmöglichkeiten weiter ausgebaut. Prädestiniert für die Aufgaben dieser Ebene sind die Industrial Ethernet Switches Scalance X-300, die sowohl in der kompakten Standard-Aufbauform X308-2 (in den Anlagen) als auch als Rack-Switches XR324-12M (in den Schalträumen) im Einsatz sind. Letztere sind ebenfalls vollmodular aufgebaut und mit 2-Port-Medienmodulen (elektrisch und optisch) an die jeweilige Aufgabe anpassbar.

„Ein entscheidender Vorteil ist die damit mögliche Layer-2-Redundanz, die beim Ausfall einer Komponente in einem unterlagerten Subnetz/Segment keines der anderen beeinträchtigt. Bisher war dies im ungünstigsten Fall durchaus möglich“, sagt Thorsten Kullmann, ebenfalls Mess- und Regelmeister im Werk Offstein. Die neue Technik schaltet im Fehlerfall (bei bis zu 100 Switches) in weniger als 300 ms um, ohne andere Segmente zu beeinträchtigen. Alternativ zu diesem Redundanzmechanismus High Speed Redundancy Protocol (HRP) kann auch das in Profinet-Anwendungen etablierte Media Redundancy Protocol (MRP) genutzt werden.

Der Betreiber geht auch bei der 24-V-Spannungsversorgung kein Risiko ein, denn Ausfallsicherheit geht über alles. Mehr auf der nächsten Seite.

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