PoE I/O-moduler til bygninger: strøm og data i ét kabel

I lofter, stigeskakte og små teknikrum er det ofte strømforsyningen og ikke signalet, der er det svære, når man skal tilføje nogle få I/O-punkter. PoE I/O-moduler får deres strøm via Ethernet-kablet, så ét kabel fra en PoE-switch erstatter både en lokal 24 V-forsyning og en separat dataforbindelse. Artiklen gennemgår PoE-klasser og effektbudgetter, switche og injektorer, ICP DAS' PoE I/O-serier og begrænsningerne ved PoE i bygninger.

Sådan fungerer Power over Ethernet

Strømkilden (PSE, power sourcing equipment), typisk en PoE-switch eller en injektor, registrerer først en kompatibel strømforbruger (PD, powered device) og slår først derefter de nominelle 48 V til. Strømmen føres enten på dataparrene eller på de ledige par, og PD'en skal kunne håndtere begge dele. Switchen NS-205PSE leverer for eksempel strøm på ben 1, 2 og 3, 6, mens injektoren tNS-200IN bruger de ledige par på ben 4, 5 og 7, 8. Under registreringen melder PD'en en klasse, som fortæller PSE'en, hvor meget effekt den må trække.

Forskellen mellem effekten ved PSE og PD dækker tabet i op til 100 m kabel. IEEE 802.3bt tilføjer højere klasser, som I/O-moduler ikke har brug for.

Regneeksempel: PoE-budget for et teknikrum

Et teknikrum på en etage får en 8-ports switch af typen NSM-208PSE. Den forsyner følgende enheder, med klasse og maksimalt forbrug hentet fra deres datablade:

Den faktiske maksimale belastning er ca. 21 W. Et budget baseret på klassegrænserne, som er det, en PSE må reservere pr. port, giver 7 x 4,0 W + 15,4 W = 43,4 W. Alle enheder holder sig inden for de 15,4 W pr. port, som NSM-208PSE leverer. For switchens 48 V-forsyning angiver databladet 2,8 A ved 48 VDC med alle PD'er på fuld belastning. Dimensionerer man efter den værdi, er enhver 802.3af-enhed på enhver port dækket.

PoE-switche og injektorer

• NS-205PSE: 5 porte, heraf 4 PSE-porte efter IEEE 802.3af med op til 15,4 W hver, 46–55 VDC indgang, -40 til +75 °C.
• NSM-208PSE: 8 PSE-porte med op til 15,4 W hver i metalkabinet.
• NS-205PSE-24V og NSM-208PSE-24V: versioner til tavler, der kun har 24 V; de hæver indgangsspændingen til de 48 V, PoE kræver.
• NSM-205GP og NSM-208GP: Gigabit-switche med IEEE 802.3at-porte på op til 30 W, redundante forsyningsindgange og en relæalarmudgang.
• iNS-306: IoT-switch med 4 PoE+-porte, en webgrænseflade, der viser PoE-spænding, -strøm og -forbrug, samt tidsplaner for tænd/sluk og reset af strømmen pr. port.
• tNS-200IN og tNS-200GIN: enkeltports-injektorer med 15,4 W og 30 W, der tilføjer PoE til en port på en switch uden PoE. Varianterne med -24V forsynes fra 24 VDC.
• NS-200PS: PoE-splitter, der leverer 24 VDC med op til 10 W til en enhed uden PoE-indgang.

ICP DAS PoE I/O-moduler

• PET-7000: PoE-versioner af modulerne i serien ET-7000 med Modbus TCP og UDP, indbygget webserver og Web HMI, for eksempel PET-7015 (RTD), PET-7005 (termistor), PET-7017 (analog indgang) og PET-7060 (6 DI, 6 relæer). De er IEEE 802.3af-enheder, de fleste i Class 1, og kan også forsynes med 12–48 VDC på klemrækken.
• PET-7200: som PET-7000, men med en 2-ports Ethernet-switch og LAN-bypass til daisy chain-kabling, for eksempel PET-7215 (RTD) og PET-7260 (6 DI, 6 relæer).
• PET-2200: familien ET-2200 med 2-ports switch og Modbus TCP/UDP, MQTT og SNMP V2c. Afhængigt af I/O er de Class 1, 2 eller 3.
• tPET: små Class 1-moduler med Modbus TCP/UDP og MQTT, forsynet via PoE eller en DC-indgang. Eksempler er tPET-P6 og tPET-PD6 med 6 indgange til våde eller tørre kontakter samt tPET-P2R2 med 2 indgange og 2 effektrelæer.
• WISE-7100: PoE-moduler, der afvikler IF-THEN-ELSE-regler, som opsættes i en webbrowser, f.eks. WISE-7115 med 7 RTD-indgange.

Andre bygningsenheder med PoE-indgang omfatter luftkvalitetsdataloggerne DL-302 og CL-202-E, sensoren PIR-230-E til bevægelse, temperatur og luftfugtighed, kortlæserne ACS-10VP-MF og ACS-11P-MF samt sirenen ALM-Horn-RGB.

Fordele og begrænsninger i bygningsinstallationer

Fordele

• Ingen lokal strømforsyning i lofter, gulvbokse eller små kabinetter, og én kabeltype for installatøren
• UPS-backup af alle tilsluttede enheder via switchens forsyning
• Fjern-reset af strømmen til en hængt enhed fra en managed switch som iNS-306
• PET- og tPET-modulerne kan også forsynes med DC på klemrækken, hvor der ikke er en PoE-port til rådighed

Begrænsninger

• Kablet mellem switchport og enhed må højst være 100 m langt, som for enhver Ethernet-forbindelse i kobber.
• PoE forsyner modulets elektronik, ikke feltkablingen. Indgange til våde kontakter og open collector-udgange kræver deres egen feltspænding, og relækontakter kobler en ekstern forsyning. Indgange til tørre kontakter, som dem på tPET-PD6, læser potentialfrie kontakter.
• Moduler med 2-ports switch sender data videre i en daisy chain, men strømforsyningen til hvert modul skal planlægges separat.
• Relæer, der kobler netspænding, kræver den sædvanlige adskillelse fra datakablingen i kabinettet.
• Det er effektbudgettet for switchen og dens forsyning, ikke antallet af porte, der begrænser antallet af enheder.

Send punkterne pr. placering og en beskrivelse af netværket til vores tekniske salgsteam, så udarbejder vi et tilbud.