Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Netzwerk-Schnittstellen galvanisch trennen und umschalten


von Benjamin (becksbenni)


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Hallo zusammen,

ich habe folgende Situation bzw. Aufgabe.
In einem Prüfsystem für ein elektrisches Gerät muss ich eine 
Netzwerkverbindung herstellen. Da diese mit unterschiedlichen 
Schnittstellen ausgeführt sein können habe ich hierfür mehrere 
Feldbus-/Netzwerkschnittstellen am Prüfsystem-PC.
- EtherCAT
- ProfiNET
- Modbus TCP
- Ethernet IP
- Ethernet

1. Zum Testobjekt möchte(darf) ich nur eine Leitung führen. Somit würde 
ich einen Switch benötigen der mit allen Protokollen klar kommt. Was ich 
aber schon des Öfteren gelesen habe (aber nicht bestätigt wurde) ist, 
das ich EtherCAT nicht mit anderen Protokollen "kombinieren" soll/kann.

2. Das Testobjekt wird mit Hochspannung ca. 6kV DC getestet. 
Spannungsfestigkeit zwischen L1+N und PE. Sollte es auf Grund eines 
Fehlers zum Überschlag auf die Netzwerkschnittstelle kommen ist diese 
mit sicherheit hin ggf. auch der PC dahinter. Da der Prüfablauf 
automatisch abläuft, kann ich die Netzwerkverbindung nicht jedes Mal ein 
und wieder ausstecken. Hier müsste ich also eine galvanische Trennung 
vorsehen, die die 6kV aushält.
In etwa so: 
https://www.reichelt.de/de/de/shop/produkt/netzwerkisolator_steckadapter_-_2x_rj45-207366

Wäre es denkbar die Netzwerkleitungen der einzelnen Netzwerkadapter ggf. 
über einen "Relais-Umschalter" mit entspr. Spannungsfestigkeit 
zuzuschalten? Und während des HV-Tests die Relais offen zu lassen.

Für Ideen und Vorschläge bin ich offen.
Vielen Dank
Benni

von Hmmm (hmmm)


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Benjamin schrieb:
> Hier müsste ich also eine galvanische Trennung
> vorsehen, die die 6kV aushält.

Glasfaser, einfach auf beiden Seiten Medienkonverter dranhängen.

von Thomas (kosmos)


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bei Würth gibt die Netzwerkübertrager mit 1,5kV und 4kV 
Isolationsspannung, entweder findest du bei einem anderem Hersteller 
welche mit 6kV oder verwendest ESD Schutzdioden mit niedriger Kapazität 
für LAN Anwendungen.

Aber da ja an jedem Endgerät und am Router/switch ein Übertrager drin 
sein sollte dürfte sich die Isolationsfestigkeit addieren.

von Frank K. (fchk)


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Hmmm schrieb:
> Benjamin schrieb:
>> Hier müsste ich also eine galvanische Trennung
>> vorsehen, die die 6kV aushält.
>
> Glasfaser, einfach auf beiden Seiten Medienkonverter dranhängen.

Genau. Glas ist ein hervorragender Isolator. Und es ist Standardtechnik, 
nichts spezielles. Leicht zu bekommen, in Erstfall auch leicht zu 
ersetzen.

fchk

von Hmmm (hmmm)


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Der Medienkonverter auf DUT-Seite sollte idealerweise mit UTP-Kabel 
angeschlossen werden, das senkt das Risiko, dass er im Fehlerfall 
kaputtgeht.

von Benjamin (becksbenni)


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Glasfaser hatte ich auch schon im Sinn. Aber dann müsste ich einen 
Medienkonverter am DUT anschließen und separat versorgen. Somit hätte 
wieder eine Komponente auf der "heißen" Seite. Akku-Betrieb fällt flach. 
Die sind immer dann leer, wenn man sie braucht.

Der oben verlinkte Netzwerkisolator kann 8,5kV DC.

von Lu (oszi45)


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Benjamin schrieb:
> Der oben verlinkte Netzwerkisolator kann 8,5kV DC.

Als kurze Prüfspannung oder dauerhaft wäre eine ketzerische Frage.

von Bert (brt)


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Benjamin schrieb:
> Akku-Betrieb fällt flach.
> Die sind immer dann leer, wenn man sie braucht.

Nur eine Frage der Disziplin.
Grüße, Brt

von Roland E. (roland0815)


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ETH ist von Haus aus galvanisch getrennt.
Es gibt einige wenige med.Isolatoren für ETH, die 6kV Prüfspannung 
aushalten.

von Benjamin (becksbenni)


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Danke soweit mal.

Lu schrieb:
> Als kurze Prüfspannung oder dauerhaft wäre eine ketzerische Frage.

Lt. Datenblatt vom EN-1005+ emo systems
1
ELECTRICAL
2
Category                    Standards or Test Criteria      Property
3
AC Dielectric Strength      at 50 Hz, for 60 seconds        5.0 kV
4
DC Dielectric Strength      for 60 seconds                  8.5 kV

Sollte also passen. Die Prüfdauer beträgt ja nur 5-10s.


Bert schrieb:
> Nur eine Frage der Disziplin.

Wenn ich alleine an dem Prüfplatz arbeiten würde, könnte das ja noch 
funktionieren. Aber mit Mehreren?
... "Ich hab gedacht du lädts den Akku?" ... "Ach? Ich?" ...



Weiß jemand noch was bzgl. der unterschiedlichen Protokolle? Vor allem 
mit dem "Gerücht", dass man EtherCAT nicht mit Anderen kombinierern 
soll?

von Harald K. (kirnbichler)


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Benjamin schrieb:
> Wenn ich alleine an dem Prüfplatz arbeiten würde, könnte das ja noch
> funktionieren. Aber mit Mehreren?

Dann tritt man den unfähigen Deppen in den Arsch. Fertig.

Benjamin schrieb:
> Vor allem mit dem "Gerücht", dass man EtherCAT nicht
> mit Anderen kombinierern soll?

Echtzeitnutzung von Ethernet verträgt sich nicht mit anderem, 
unvorhersehbarem Traffic, der das Netzwerk belasten könnte.

von Benjamin (becksbenni)


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Harald K. schrieb:
> Dann tritt man den unfähigen Deppen in den Arsch. Fertig.

Oh Gott, hätt' ich einen Muskelkater.

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