I/O-Gateways können unterschiedliche Kopplungsaufgaben übernehmen. Je nach Systemkonfiguraton werden Slave/Slave- oder Master/Slave Gateways eingesetzt. Slave/Slave-Gateways eignen sich, wenn die unterschiedlichen Anlagenteile über eine lokale SPS verfügen und die Anlagenteile über eine zentrale Steuerung in einem Gesamtprozess eingebunden werden sollen. Master/Slave-Gateways (Proxys) bieten sich immer dann an, wenn alle Anlagenteile zentral von einer übergeordneten Steuerung gesteuert werden und in den einzelnen Anlagenteilen keine lokalen SPS-Steuerungen eingesetzt werden. Kopplung autonomer Anlagenteile mit eigener SPS Selbst in der Automobilindustrie, wo die Einführung von Industrial Ethernet mit Nachdruck voran getrieben 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 Know-hows in den ausgeklügelten SPS-Programmen steckt, müssen die Anlagenteile in der Regel möglichst komplett mitsamt der zugeordneten Steuerung in die neue Umgebung eingebunden werden. Während in den bestehenden Anlagenteilen Feldbustechnik (häufig Profibus oder Interbus) eingesetzt wird, kommt in neuen Anlagenteilen häufig Industrial Ethernet wie z.B. Profinet oder Ethernet/IP 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 müssen häufig E/A-Signale, etwa Start- oder Stopp-Signale, Bereitschaftsmeldungen und Störsignale, schnell und zuverlässig an das übergeordnete Steuerungssytem übertragen werden. Diese Koppelaufgabe lässt sich einfach und zuverlässig mit einem I/O-Gateway mit Slave/Slave-Kombination lösen. Hierbei verhält sich das I/O-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 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 ohne eigene SPS In diesen Fällen befindet sich die gesamte Intelligenz der Anlage in der überlagerten Steuerung. Die unterlagerten Segmente bestehen aus einer Gruppe von Automatisierungsgeräten, die über ein Feldbus- oder Ethernet-Netzwerk miteinander verbunden sind. In dieser Konstellation werden Master/Slave-Gateways bzw. Proxys eingesetzt. Bei diesem Szenario arbeitet das I/O-Gateway 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 Eingansdaten an die überlagerte Steuerung. Gateways dieser Funktionsklasse werden häufig auch als Proxies bezeichnet, denn sie repräsentieren die unterlagerten Geräte im übergeordneten Netzwerk. Gateways für Standardanwendungen Bei der Konzeption der Koppelaufgabe muss berücksichtigt werden, dass jedes Gateway eine bestimmte Durchlaufverzögerung mit sich bringt. Typische Durchlaufzeiten liegen im Bereich von 5 bis 10ms und sind damit für viele Standardapplikationen gut geeignet. Kritisch wird es hingegen, wenn Gateways in einer Motion-Control-Applikation eingesetzt werden sollen. Aufgrund der Durchlaufzeiten können häufig die Anforderungen der Applikation hinsichtlich Datendurchsatz und Taktsynchronität nicht erfüllt werden. Für Motion-Control-Applikationen ist es daher ratsam, auf Netzübergänge zu verzichten. Gateways erfüllen unterschiedliche Koppelaufgaben HMS bietet mit der Familie der Anybus X-gateways unterschiedliche Lösungen für typische Koppelaufgaben in der Automatisierungstechnik an. Die Produktfamilie besteht aus über 250 Gerätevarianten und beinhaltet sowohl Slave/Slave- als auch Master/Slave-Kombinationen. Die handlichen Gateways können die gängigen Feldbusse wie Profibus, Devicenet und CANopen untereinander verbinden oder an die Industral-Ethernet-Standards Profinet, Ethernet/IP, Ethercat und Modbus-TCP ankoppeln. Die intelligenten Bindeglieder sind für den Einsatz unter rauen Industrieumgebungen ausgelegt. Das kompakte Aluminiumgehäuse wird direkt auf der Hutschiene montiert. Die Spannungsversorgung erfolgt mit 24V. Die Gateways arbeiten lüfterlos und haben keine verschleißbehafteten mechanischen Komponenten. Anybus X-gateways sind auf Konformität und Interoperabilität zu den jeweiligen Netzwerkstandards zertifiziert. Sie bieten dem Automatisierer und Anlagenbauer hohe Zuverlässigkeit, Flexibilität und größtmögliche Anwendungsbreite bei der Kopplung unterschiedlicher industrieller Netzwerke.
HMS Industrial Networks GmbH
