Marktübersicht: Komponenten für Industrial Ethernet Netzwerke

In der Automatisierungstechnik geht der Trend zur Dezentralisierung. Zwischen dezentralen Systemen besteht ein hoher Bedarf an Kommunikation. Als Technologie in diesem Gebiet ist Industrial Ethernet auf dem Vormarsch. Aufgrund der industriellen Einsatzumgebung müssen die Netzwerkkomponenten erweiterte Temperaturbereiche und erhöhte Anforderungen im Bezug auf die Verfügbarkeit und die Sicherheit des Netzes erfüllen. Im Rahmen von Industrial Ethernet werden aktive Komponenten wie Switches, Hubs und Medienkonverter sowie passive Komponenten wie Kabel, Leitungen und Steckverbinder angeboten, die an die industriellen Umgebungsbedingungen angepasst sind. Dazu gehören bei den aktiven Komponenten hauptsächlich die Befestigung auf einer 35mm DIN Hutschiene (Tragschiene), Gleichstrom Spannungsversorgung (in der Regel 24 V DC), ein erweiterter Betriebstemperaturbereich, eine erhöhte Schutzart (Schutz gegen Staub, Spritzwasser usw.), Rüttelfestigkeit und vielfach auch besondere Vorkehrungen zur Ausfallsicherheit. Bei den passiven Elementen sind die charakteristischen Anforderungen eine anlagenspezifische Kabelführung und besondere Ansprüche bezüglich EMV, Feuchte, Staub und Vibration. Industrial Ethernet bietet die verschiedensten Übertragungsmedien wie Kupfer, Glasfaser oder auch \“Wireless\“, die Datenübertragungsraten reichen von 10Mbit/s über 100Mbit/s, Gigabit/s bis zu 10Gigabit/s. Üblich sind im industriellen Umfeld derzeit 100Mbit/s-Netze. Verschiedene Protokolle Im Rahmen der neuen Möglichkeiten und der enormen Leistungsfähigkeit von Ethernet-TCP/IP haben die Entwickler unterschiedliche, zueinander nicht kompatible Lösungen hervorgebracht. Ethernet/IP heißt die Lösung, die unter Federführung von Rockwell Automation in der ODVA (Open Devicenet Vendor Association) erarbeitet wurde. Siemens und die PNO (Profibus-Nutzer-Organisation) favorisieren Profinet, und die amerikanische Fieldbus Foundation setzt auf HSE (High Speed Ethernet). Des Weiteren gibt es Protokolle wie Ethernet Powerlink, Sercos III und EtherCAT. Profinet CBA (Component Bases Automation) eignet sich für die Kommunikationsanforderungen von verteilten Systemen. Hierbei wird das Anwendungsprogramm auf mehrere über Profinet verbundene Controller aufgeteilt. Einen ähnlichen Ansatz verfolgen die Aktivitäten der IDA-Gruppe. Alle industriellen Ethernet-Derivate haben sich zum Ziel gesetzt, schnelle Echtzeitkommunikation zu ermöglichen. Die Systeme benutzen dafür verschiedene Echtzeitmechanismen und verzichten für die Echtzeitkommunikation auf TCP/IP. Dennoch ist es heute mit allen industriellen Ethernet-Systemen möglich, TCP/IP-Frames zu transportieren. Tatsächlich hat die Ethernet-Technologie die Industrielle Kommunikation mindestens um den Faktor zehn beschleunigt. Zu diesen Systemen zählen Profinet IO, Powerlink und EtherCAT. Vergleicht man die unterschiedlichen Konzepte, wird deutlich, dass es in naher Zukunft keinen einheitlichen Standard für Ethernet in der Automatisierung geben wird. Daran konnten auch die Aktivitäten der Iaona (Industrial Automation Open Network Alliance) nichts ändern, die es sich als neutrale Dachorganisation für Industrial Ethernet zur Aufgabe macht, die Gemeinsamkeiten der unterschiedlichen Objektmodelle und Anwenderprotokolle auszubauen. Eine Vereinheitlichung hinsichtlich Kabel und Steckverbinder ist wohl die nutzbringendste Gemeinsamkeit der Systeme. Diese Vielfalt der industriellen Kommunikationssysteme auf Ethernet-Basis spiegelt sich natürlich auch bei den Ethernetkomponenten in unserer Marktübersicht wieder. Die Produktpalette ist gegenüber dem Vorjahr weiter gewachsen. (hsc)