Von den Kanzeln predigen Unternehmen wie Siemens oder Rockwell, die mit Profinet respektive Ethernet/IP mit CIP Sync bereits ihre Gemeinden fest um sich geschart haben. Doch statt zu allem Ja und Amen zu sagen, formieren sich im Mittelstand – etwa um B&R und Beckhoff, um nur zwei zu nennen – seit einigen Jahren Reformationsbewegungen. Wie Reformator Martin Luther einst in sich ging und eigenständig zu ergründen suchte, was der rechte Glaube sei, so haben Maschinen- und Anlagenbauer heute für sich zu befinden, welchem Ethernet-Bussystem sie sich verschreiben sollten. Zwar ist die Frage sehr viel profanerer Natur, und so wird niemand 95 Thesen fassen, wie Luther sie anno 1517 ans Wittenberger Kirchportal schlug. Einige wenige Leitsätze hingegen lassen sich hier und heute sehr wohl formulieren. Hämmern wir in diesem Sinne die erste These an die Schaltschranktür: These 1: Die Performance-Diskussion ist out Die Performancediskussion hat sich erledigt, weil alle neuen Ethernet-Bussysteme die gewünschten Leistungsdaten erreichen. Auch wenn man nicht aus den Augen verlieren darf, dass immer mehr 1GHz-Komponenten in IT-Netzwerke Einzug halten, wird dies keine neue Reformationsbewegung nach sich ziehen. \“Ich schlage vor, dass wir einfach mal ein wenig rechnen\“, ruft Dr. Edwin Kiel, Leiter des Bereichs Innovation bei der Lenze AG, in die Gemeinde. Die Gigabit-Geschwindigkeit auf dem Bus, so das Vorstandsmitglied der Ethernet Powerlink Standardization Group, könne eine Antriebsapplikation nämlich gar nicht ausschöpfen. \“Ein Servoantrieb wird beispielsweise mit 16KHz getaktet. Die Frequenz weiter zu steigern wäre Unfug, weil der Magnetismus die physikalische Grenze setzt.\“ Wir wissen also (statt zu glauben), dass wir den Strom einfach nicht schneller in den Motor bekommen. Nach natürlichen und mathematischen Gesetzen ergeben sich so Stromregler-Zyklen von 32µs. \“Sie brauchen vielleicht 64Bit, um den Rotorlage-Istwert, eventuell ein paar andere Statusdaten und den Stromwert unterzubringen\“, ergänzt Dr. Kiel das Fundament der ersten These. Soll ein Master beispielsweise bei 100 Servoachsen die Stromregelung zentral übernehmen, mache dies nach Adam Riese alle 32µs 64Bit mal 100 Antriebe, also 200Megabit pro Sekunde. \“Das heißt, bei einer solchen Anwendung lasten Sie einen Gigabit-Bus nur zu 20% aus, selbst bei enormem Overhead sind es höchstens 40%. Und deshalb bin ich überzeugt, dass es in punkto Performance von Ethernet-Feldbussen nun nichts mehr zu diskutieren gibt. Wer Standard-Hardware und ein gigabitfähiges Software-Protokoll benutzt, dessen Lösung ist in jedem Fall schnell genug.\“ These 2: Wenige Kirchen sind gut besucht In den Glaubenshäusern der Ethernet-Konfessionen wird mit Marktmacht und technischen Argumentationen um Anhänger geworben. Dabei belegt die Erfahrung These Nummer 2: Nur wenige einflussreiche Prediger versammeln große Religionsgemeinschaften um sich und bestimmen so künftige Standards. Die kritische Größe erreichen die Gemeinden der PNO um Siemens, der ODVA mit Rockwell, der EPSG mit B&R, schließlich die EtherCAT-Anhängerschaft um Beckhoff und die Gemeinschaft der JetSync-Jünger um Jetter. Eng mit diesem Befund verbunden schlagen wir so eine dritte These an die Tür. These 3: Die Steuerung bestimmt den Bus Schon auf den ersten Blick ist erkennbar, dass es ist in der Regel Steuerungshersteller sind, die erfolgreich neue Kommunikationssysteme initiieren und so gleichsam mit einem neuen Evangelium in den Kanon drängen. Die Beweggründe der Initiatoren sind oft technischer Natur, wenn sie sich beispielsweise für bestimmte Applikationen um effizientere Lösungen bemühen, oder sie rühren aus produktstrategischen Erwägungen her. Nicht nur wählen Maschinen- und Anlagenbauer bzw. betreiber oft einen Steuerungslieferanten aus, der sein Bussystem mitbringt, sondern es legen auch manche Endkunden – etwa aus dem Automotive-Sektor – ein Steuerungssystem in ihren Werksvorschriften fest. In beiden Fällen ist damit mindestens mittelbar auch das Bussystem vorgegeben. Ein Vorbeter allein setzt jedoch nie eine neue Anschauung, will sagen eine Ethernet-Busvariante auf dem Markt konkurrierender Lösungsansätze durch. Die gedeihliche Entwicklung auch einer Bus-Konfession ist auf eine wohlgesonnene Gemeinde angewiesen. Gleichsam auf den Kirchenbänken also sitzen die Hersteller von Feldgeräten. Nur eine zahlreiche Anhängerschar unter ihnen verschafft einer neuen Technologie durch ein möglichst lückenloses Produktsortiment überhaupt die Möglichkeit, Automatisierungsaufgaben durchgängig zu lösen. Kein Credo lässt sich im Wettstreit der Bus-Philosophien von der Kanzel noch autokratisch diktieren. Durchaus zwar verfolgen Steuerungshersteller mit Blick auf den Wettbewerb ihre eigenen Interessen bei der Auslegung ihrer Netzwerkvarianten, doch müssen sie immer auch sicherstellen, dass die Systeme offen genug sind, um vom Markt schnell und nachhaltig akzeptiert zu werden. These 2 hat dies ja bereits formuliert. These 4: Ohne Safety geht nichts Von der Rolle der Endkunden war eben die Rede, und gerade die Automobilisten – ein gutes Beispiel ist DaimlerChrysler – gehen besonders weit und schreiben ihrerseits den Kirchenvätern eine weitere Anforderung ins Gebetbuch. Ohne integrierte Sicherheitstechnik nämlich lassen sie sich zu keinem System bekehren. In Maschinen und Anlagen haben Sicherheitsaspekte in den letzten Jahren nicht nur per se einen enormen Stellenwert gewonnen. Wenn sich die Zweigleisigkeit von Sicherheits- und Steuerungsebene ohne Sicherheitsverlust zusammenfassen lässt, können Maschinen überdies auch meist flexibler aufgebaut werden. Eine geringere Zahl der Komponenten vereinfacht auch die Automatisierungsstruktur, was mancherlei kostendämpfende Effekte mit sich bringen kann. Die Vielzahl von Aktoren, Sensoren und Steuerungskomponenten miteinander zu verschmelzen, um die Forderung nach integrierter Safety umfassend zu erfüllen, heißt, einfach anzupassende Strukturen zu finden und Protokolle offen zu legen. Das führt automatisch zu These fünf. These 5: Software verkürzt den Entwicklungsprozess und schafft Akzeptanz Nimmt man die de-facto-Verbreitung der konkurrierenden Ethernet-Standards in Augenschein, wird These Nummer 5 schnell plausibel. Namentlich die EPSG, die Institution hinter Ethernet Powerlink, verweist auf den Einsatz ihres Standards in mehr als 20.000 Serienmaschinen. In manchen davon habe sich EPL schon sehr lange, nämlich seit rund fünf Jahren bewährt. Man führt dies überzeugend auf die Offenheit der Lösung zurück: Indem die EPSG nämlich auf eine rein softwarebasierte Lösung bei der Sicherheitstechnik setzt, erübrigen sich doppelte Entwicklungen für spezielle Asics. Diese Marschrichtung unterstützen ihrerseits mehrere Softwarehäuser in der EPSG, indem sie entsprechende Tools zur schnellen Produktrealisierung anbieten. Geht man hingegen den anderen Weg, so lassen sich neue Produkte immer erst dann zu Ende entwickeln und abschließend testen, wenn die erforderlichen Asics auch tatsächlich erhältlich sind. Wie sich herausgestellt hat, wird dies in der Praxis allzu oft zum Hindernis auf dem zügigen Weg zur Marktreife. These 6: Einfach muss es sein Maschinenbau und Betreiber wollen schlussendlich leistungsstarke Systeme, die sich einfach einsetzen lassen und die sicher arbeiten, um unter dem Strich die Produktivität von Anlagen zu erhöhen. Dies erklärt vor allem den Erfolg von Ethernet Powerlink, das in gleichem Maße zentrale und dezentrale Lösungen, also zugleich Controller-basierte und Drive-basierte Architekturen unterstützt. Alle hierfür notwendigen Mechanismen wie Querverkehr usw. stehen ausgereift zur Verfügung. Auch schwierige Applikationen sind einfach umsetzbar und leicht zu warten. Da bei Endkunden auch immer häufiger das Fachpersonal für Serviceaufgaben fehlt, verlagern sie auch diese Pflichten auf den Maschinenbauer. Seinerseits ist dieser also auf eine einfache Fernwartung und Diagnose angewiesen – und auch hierin liegt eine erwiesene Stärke gerade von Ethernet Powerlink. Fazit: Drei Ethernet-Religionen für Europa?
gii – die Presse-Agentur GmbH
