Brücke zwischen den Netzwerkwelten

Gateways können unterschiedliche Kopplungsaufgaben übernehmen. Je nach Systemkonfiguration werden Master-Slave- oder Slave-Slave-Gateways eingesetzt. Master-Slave-Gateways bieten sich immer dann an, wenn alle Anlagenteile zentral von einer übergeordneten Steuerung kontrolliert werden und in den einzelnen Anlagenteilen keine lokalen SPSen eingesetzt werden. Slave-Slave-Gateways bieten sich an, wenn die unterschiedlichen Anlagenteile über eine lokale SPS verfügen und die Anlagenteile über eine zentrale Steuerung in einen Gesamtprozess eingebunden werden sollen. Kopplung autonomer Anlagenteile Selbst in der Automobilindustrie, wo die Einführung von Industrial Ethernet mit Nachdruck vorangetrieben wird, kommt es häufig vor, dass bestehende Anlagenteile weitgehend erhalten bleiben und zusammen mit neuen Anlagenteilen in einen komplexen Fertigungsprozess integriert werden. Da oftmals ein großer Teil des Fertigungsknow-hows in den ausgeklügelten SPS-Programmen steckt, gilt es, die Anlagenteile möglichst komplett mitsamt der zugeordneten Steuerung in die neue Umgebung einzubinden. Während in den bestehenden Anlagenteilen Feldbustechnik (häufig Profibus oder Interbus) eingesetzt wird, kommt in den neuen Anlagenteilen Industrial Ethernet mit Profinet- oder Ethernet/IP-Protokoll zum Einsatz. Jeder Anlagenteil verfügt über eine eigene Steuerung. Für eine reibungslose Fertigungssteuerung sind solche Insellösungen jedoch nicht akzeptabel. Vielmehr gilt es, einen durchgängigen Informationsfluss zwischen dem Leitsystem und allen Anlagenteilen sicherzustellen. Dabei gilt es häufig, E/A-Signale, etwa Start- oder Stop-Signale, Bereitschaftsmeldungen und Störsignale schnell und zuverlässig an das übergeordnete Steuerungssystem zu übertragen. Diese Koppelaufgabe lässt sich einfach und zuverlässig mit einer Slave-Slave-Gateway-Kombi­nation lösen. Hierbei verhält sich das Gateway auf beiden Netzwerkseiten als Slave. Die Datenübertragung im Gateway erfolgt kreuzweise. Dabei werden Eingangsdaten von Netzwerk A als Ausgangsdaten im Netzwerk B übertragen und umgekehrt. Im Maschinenbau werden Slave-Slave-Gateways häufig auch als definierte Schnittstelle zwischen verschiedenen Anlagenteilen eingesetzt. Dabei müssen die beteiligten Netzwerke nicht zwangsweise unterschiedlich sein, sondern können auch gleiche Netzwerktypen miteinander verbinden. Ein typischer Anwendungsfall sind Profibus-Profibus-Koppler. Kopplung untergeordneter Anlagenteile Sollen Anlagenteile ohne eigene Intelligenz gekoppelt werden, befindet sich die gesamte Intelligenz der Anlage in der überlagerten Steuerung. Die unterlagerten Segmente bestehen aus einer Gruppe von Automatisierungsgeräten, die über Feldbus oder Ethernet miteinander verbunden sind. In dieser Konstellation werden typischerweise Master-Slave-Gateways eingesetzt. Das Gateway arbeitet dabei als Master im unterlagerten Segment und als Slave im überlagerten Netzwerk. Die überlagerte Steuerung sendet die Ausgangsdaten aller unterlagerten Slaves an das Gateway. Dort werden die Daten anhand der bei der Konfiguration des Gateways definierten E/A-Konfiguration aufgeteilt und an die angeschlossenen Geräte im unterlagerten Netzwerk verteilt. In der Gegenrichtung pollt das Gateway die Eingangsdaten der unterlagerten Geräte, fasst diese zu einem Datenblock zusammen und überträgt sie dann als Eingangsdaten an die überlagerte Steuerung. Gateways dieser Funktionsklasse werden häufig auch als Proxies bezeichnet, denn sie repräsentieren die unterlagerten Geräte im übergeordneten Netzwerk. Anybus-X-Gateways HMS bietet mit der Anybus-X-Gate­way-Familie eine umfangreiche Gateway-Palette für alle typischen Koppelaufgaben in der Automatisierungstechnik an. Die Anybus-X-Familie besteht aus 180 Gerätevarianten und beinhaltet sowohl Master-Slave- als auch Slave-Slave-Kombinationen. Die handlichen Gateways können alle gängigen Feldbusse wie Profibus, DeviceNet und CANopen untereinander verbinden oder an die neuen Industrial-EthernetStandards Profinet, Ethernet/IP, Ethercat und Modbus-TCP koppeln. Die intelligenten Bindeglieder sind für den Einsatz unter rauen Industrieumgebungen ausgelegt. Das kompakte Aluminium-Gehäuse wird direkt auf der Hutschiene montiert. Die Spannungsversorgung erfolgt mit 24V. Die Gateways arbeiten lüfterlos und haben keine verschleißbehafteten mechanischen Komponenten. Die Umsetzung der Daten zwischen den beiden Netzwerken erfolgt völlig transparent. Die Anybus-X-Gateways können sowohl zyklische E/A-Daten als auch azyklische Bedarfsdaten von einem Netzwerk in das andere Netzwerk übertragen. Die maximale Anzahl der Daten ist durch das Netzwerk mit der kleineren Datenbreite bestimmt und kann bis zu 512Byte Eingangs- und 512Byte Ausgangsdaten umfassen. Die Datenbreite wird bei der Inbetriebnahme festgelegt. Die Konfiguration ist in Minuten erledigt und wird anschließend im nicht-flüchtigen Flash-Speicher des Gateways dauerhaft gespeichert. Alle Industrial-Ethernet-Varianten beinhalten neben den Kommunikationsfunktionen für die Echtzeitdatenübertragung auch einen Embedded Webserver. Auch ein OPC-Server gehört zum Lieferumfang aller Ethernet-Gateway-Varianten. So können die Gateways auch für einfache Visualisierungs- und Fernwartungsaufgaben eingesetzt werden. Die Gateways stehen als Master- oder Slave-Varianten zur Verfügung. Anybus-X-Gateways sind auf Konformität und Interoperabilität zu den jeweiligen Netzwerkstandards zertifiziert. Dies bietet Anwendern hohe Zuverlässigkeit bei der Kopplung unterschiedlichster industrieller Netzwerke.