Warum sollte man sich bei einem industriellen 4G-Router für ein DIN-Schienen-Format entscheiden?
In der Industrie ist die 35-mm-DIN-Schiene (EN 60715) der universelle Standard für die Montage von Steuer- und Regelgeräten in Schaltschränken. SPSen, Ein-/Ausgangsmodule, Relais, Netzteile, Leistungsschalter – sie alle lassen sich auf dieser Schiene befestigen. Es war daher naheliegend, dass der industrielle 4G-Router dasselbe Format übernimmt, um sich nahtlos in bestehende Schaltschränke zu integrieren – ohne Werkzeug, ohne Schrauben und ohne Bohren in das Blech.
Die Vorteile des DIN-Schienenformats für einen 4G-Router:
- Keine Änderungen am Schaltschrank: kein Ausschnitt, keine Bohrungen, kein externes Gehäuse
- Nähe zu den SPSen: kurze LAN-Verkabelung zwischen Router und SPS im selben Schaltschrank
- Gemeinsame Stromversorgung: Der Router wird direkt über die 24-V-Gleichstromversorgung des Schaltschranks mit Strom versorgt, aus derselben Quelle wie die SPS
- Standardisierter Austausch: Ausbau und Austausch in weniger als einer Minute bei Wartungsarbeiten
- Thermische Kohärenz: Passive Wärmeableitung, integriert in die natürliche Belüftung des Schaltschranks
Abmessungen und Platzbedarf im Schrank
Der 4G-Router von Eziwan für die DIN-Schiene nimmt nur wenig Platz ein und ist für Schränke mit sehr beengten Platzverhältnissen konzipiert:
| Abmessung | Wert |
|---|---|
| Breite (auf DIN-Schiene) | 102 mm (≈ 6 DIN-Einheiten) |
| Höhe | 33 mm |
| Tiefe | 78 mm |
| Gewicht | 210 g (ohne Kabel) |
| Kompatible Schiene | Symmetrische 35-mm-DIN-Schiene (EN 60715) |
| Empfohlener Verkabelungsabstand | +30 mm auf jeder Seite |
Zum Vergleich: Ein Siemens S7-1200-SPS-Modul (CPU) nimmt 90 mm × 100 mm × 75 mm ein. Der Eziwan-4G-Router passt in denselben Raum.
24-V-Gleichstromversorgung: Kompatibilität mit industriellen Steuerungen
24 V DC ist die Standard-Versorgungsspannung in der industriellen Automatisierung. Steuerungen von Siemens, Schneider, ABB und Rockwell, Sensoren, Magnetventile, Aktoren – sie alle werden mit dieser Spannung betrieben. Der Eziwan 4G-Router für die DIN-Schiene wird ebenfalls über diese Quelle mit Strom versorgt:
- Eingangsbereich: 9 bis 36 V DC (kompatibel mit 12 V und 24 V)
- Schraubklemmenleiste: 3 Anschlüsse (V+, V-, GND), Querschnitt 0,5 bis 2,5 mm²
- Nennleistungsaufnahme: 4 bis 6 W (aktives LTE-Modul, durchschnittliches Datenaufkommen)
- Maximale Leistungsaufnahme: 8 W (Spitzenwert beim Start)
- Schutz: Verpolungsschutz, Überspannungsschutz bis 45 V, Kurzschlussschutz
Ein 24-V-Gleichstromnetzteil mit 1 A (24 W) reicht aus, um den Router und mehrere zusätzliche Kommunikationsmodule mit Strom zu versorgen. Bei einem Stromausfall kann der Schaltschrank über eine Gleichstrom-USV oder eine Pufferbatterie mit Strom versorgt werden.
Ethernet-Anschlüsse und VLAN-Verwaltung im Schaltschrank
Der 4G-Router von Eziwan für die DIN-Schiene verfügt über einen verwaltbaren Ethernet-Switch, über den mehrere Geräte im selben Schaltschrank miteinander verbunden werden können:
Kompaktversion (2 Anschlüsse): ideal für Schaltschränke mit nur einer SPS oder einem nachgeschalteten Industrie-Switch. Anschluss 1 = LAN (SPS/HMI), Anschluss 2 = sekundäres WAN oder DMZ.
Erweiterte Version (4 Anschlüsse): Direkter Anschluss mehrerer Geräte ohne zusätzlichen Switch. Jeder Anschluss kann als LAN, DMZ oder sekundäres WAN konfiguriert werden.
Die Unterstützung von VLAN 802.1Q ermöglicht die Trennung des OT-Datenverkehrs (Steuerungen, Sensoren) und des IT-Datenverkehrs (Überwachung, Fernzugriff) innerhalb desselben Routers gemäß den Empfehlungen der Norm IEC 62443 zur Cybersicherheit industrieller Systeme.
4G-Antennen in Metallschränken: Bewährte Vorgehensweise
Schaltkästen aus Stahl wirken wie ein Faraday-Käfig – sie blockieren Mobilfunkwellen. Um ein einwandfreies 4G-Signal zu gewährleisten, gibt es zwei Möglichkeiten:
Kabelgebundene Außenantenne (empfohlen): Eine SMA-Außenantenne, die an der Außenwand des Schranks montiert und über ein SMA-Koaxialkabel mit dem Router verbunden ist, wobei das Kabel über eine wasserdichte HF-Kabelverschraubung (IP67) durch die Wand geführt wird. Antennengewinn: 3 bis 9 dBi, je nach Modell. Bausätze sind bei Eziwan erhältlich.
Schrank mit Kunststofffenster: Einige Schränke verfügen über eine Kunststoffblende, um die Funkkommunikation zu ermöglichen. Wenn Ihr Schrank über diese Ausstattung verfügt, kann die interne Antenne des Routers ausreichen.
In Gebieten mit schwacher Netzabdeckung kann eine auf den nächstgelegenen Mobilfunkmast ausgerichtete Richtantenne mit 9 dBi einen erheblichen Gewinn bringen.
Anwendungsfall: Modernisierung bestehender Schaltschränke
Der 4G-Router für die DIN-Schiene eignet sich besonders für die nicht-invasive Modernisierung bestehender Schaltschränke. Hier einige konkrete Beispiele:
Prozessüberwachungsschränke: Hinzufügen von 4G-Konnektivität zu einem Siemens S7-SPS-Schrank ohne Umbau – der Router nimmt 6U auf der vorhandenen DIN-Schiene ein, wird über die 24-V-Gleichstromversorgung des Schranks mit Strom versorgt und verbindet die SPS direkt mit dem Cloud-Netzwerk.
Hochspannungs-/Niederspannungs-Umspannstationen: Integration der 4G-Fernüberwachung in die Schaltschränke der Umspannstationen ohne Einbeziehung eines Netzwerk-Subunternehmers. Kompatibel mit den EMV-Anforderungen von Hochspannungsumgebungen.
Pumpstationen: Die Schaltschränke in den Technikräumen (Hebeanlagen, Druckerhöhungsanlagen, Kläranlagen) verfügen über einen 4G-Fernzugriff für die Modbus-Überwachung der Durchfluss-, Druck- und Füllstandssensoren.
Hauptverteilerschrank und Zählerschränke: Fernauslesung der Modbus-Zähler direkt im Hauptverteilerschrank integriert, ohne Verlegung zusätzlicher Netzwerkkabel.