USB (Universal Serial Bus) im industriellen Einsatz

Standardisierte Schnittstelle für Daten und Energie

Während im PC-Bereich meist Tastaturen, Speichersticks oder Kameras angeschlossen werden, finden sich in der Industrie zunehmend Mess-, Steuer- und Automatisierungskomponenten, die den Universal Serial Bus als Schnittstelle nutzen. Typische Anwendungen reichen von kurzen Service- und Wartungsaneinsätzen bis hin zu permanent angebundenen Sensoren oder Aktoren für die Datenerfassung im produktiven Betrieb.

Vorteile der USB-Technologie in industriellen Umgebungen

USB bietet im industriellen Einsatz eine ganze Reihe technischer und organisatorischer Vorteile:

• Standardisierung:
  Der Universal Serial Bus ist weltweit standardisiert. Geräte unterschiedlicher Hersteller lassen sich unkompliziert kombinieren.

• Daten und Energie über eine Leitung:
  USB ermöglicht gleichzeitig Datenübertragung und Stromversorgung.

• Rückwärtskompatibilität:
  Neuere USB-Versionen wie USB 3.0 sind in der Regel abwärtskompatibel zu älteren Standards. So bleiben bestehende Installationen nutzbar.

• Hohe Übertragungsgeschwindigkeit:
  Mit USB 3.0 stehen bis zu 5 Gbit/s zur Verfügung, ausreichend für anspruchsvolle Industrie-Anwendungen, insbesondere für die Übertragung großer Datenmengen bei Backups, Video- und Audio-Übertragung.

Damit eignet sich der Universal Serial Bus hervorragend für moderne industrielle Kommunikationsstrukturen – vorausgesetzt, die Umsetzung berücksichtigt die besonderen Anforderungen von Umgebung, Sicherheit und Verfügbarkeit.

Industrietaugliche Umsetzung: Robust & galvanisch getrennt

In der industriellen Praxis stoßen herkömmliche USB-Lösungen schnell an ihre Grenzen. Elektromagnetische Störungen, Spannungsspitzen oder große Entfernungen zwischen Geräten erfordern eine robuste Auslegung der Schnittstelle.

Hier kommen industrietaugliche USB-Komponenten ins Spiel – insbesondere USB-Isolatoren, Industrie-Hubs und USB-Device-Server:

• USB-Isolatoren schützen angeschlossene Geräte und Steuerungen durch eine galvanische Trennung. Sie verhindern Störungen durch Einstrahlung, Potentialunterschiede und Überspannungen, die in Maschinen- oder Gebäudeverkabelungen häufig auftreten.

• Industrielle USB-Hubs ermöglichen den gleichzeitigen Anschluss mehrerer Geräte unter rauen Bedingungen. Sie zeichnen sich durch robuste Gehäuse und eine zuverlässige Spannungsversorgung aus.

• USB Server verbinden USB-Geräte über TCP/IP-Netzwerke mit Ihrem PC. Dadurch können USB-Geräte ortsunabhängig genutzt und zentral verwaltet werden – ideal für entfernte Anlagen oder virtuelle Maschinen.

Alle drei Komponenten machen die Universal-Serial-Bus-Technologie fit für den professionellen Dauereinsatz im industriellen Umfeld.

USB über Ethernet: Erweiterung der Reichweite

Die physikalische Kabellänge von USB-Verbindungen ist technisch begrenzt – bei USB 2.0 auf etwa 5 Meter, bei USB 3.0 auf rund 3 Meter. In industriellen Anlagen sind jedoch oft deutlich größere Entfernungen zwischen Endgerät und Steuerung zu überbrücken.

USB Server von Wiesemann & Theis lösen genau dieses Problem: Sie ermöglichen die Einbindung von USB-Geräten über Ethernet-Netzwerke. Über den USB-Server werden die angeschlossenen Geräte im Netzwerk so bereitgestellt, als wären sie lokal direkt mit dem PC oder der Steuerung verbunden.

Dadurch lassen sich alle USB-Geräte in beliebiger Entfernung betreiben – ohne Funktionsverlust und mit voller USB-Kompatibilität. Diese Technologie eröffnet neue Freiheitsgrade bei der Platzierung von Geräten und erleichtert zugleich Wartung und zentrale Verwaltung.

USB als Bestandteil moderner Automatisierungssysteme

Mit zunehmender Digitalisierung und Vernetzung industrieller Anlagen spielt USB auch im Bereich Industrie 4.0 eine Rolle. Service-Laptops, Steuergeräte oder Edge-Computer nutzen USB, um lokale Komponenten schnell einzubinden oder zu konfigurieren.

Über USB-Device-Server kann die Kommunikation auch virtualisiert werden, sodass USB-Geräte aus virtuellen Maschinen transparent angesprochen werden können – ein entscheidender Vorteil in modernen IT-/OT-Umgebungen.