Produktübersicht: Ethernet in der Automatisierung

Einem einheitlichen Kommunikationsprotokoll stehen die oftmals sehr verschiedenen Anforderungen der Automatisierungs- und Prozesstechnik an Kommunikations- und Bussysteme sowie an Sensoren und Antriebe im Weg. Derzeit arbeiten viele Organisationen an der Festlegung eines Anwenderprotokolls für Industrial Ethernet. Die Industrial Automation Open Network Alliance (IAONA) wurde als internationale Dachorganisation für Ethernet in der Automatisierungstechnik etabliert. Die unterschiedlichsten, auf Ethernet-Kommunikation basierenden Industrieprotokolle wie EtherNet/IP, ModbusTCP, EtherCat, Powerlink, ProfiNet, SafeEthernet und andere, wurden entwickelt und finden in verstärktem Maße Anwendung. Die verschiedenen Ansätze unterscheiden sich deutlich und sind inkompatibel zueinander. Die Abweichungen zwischen den einzelnen Konzepten liegen in der grundlegenden Protokoll-Architektur, den Anwendungsprotokollen, den Objektmodellen sowie den Engineering-Konzepten und Tools. Echtzeitfähigkeit Während das Thema \“Echtzeit\“ in der Gebäudeautomation zu vernachlässigen ist, ist es für die Antriebssynchronisation auf der anderen Seite von entscheidender Bedeutung. Industrielle Kommunikationssysteme müssen strenge Ansprüche erfüllen können, da ein Fehlverhalten des Kommunikationssystems zu Ausfällen des Gesamtsystems und dadurch zu weit reichenden wirtschaftlichen Folgen führen kann. Die Auswirkungen können zu Produktionsausfällen, mechanischen Kollisionen oder im schlimmsten Fall sogar zu Personenschäden führen. Deshalb ist Determinismus eine wichtige Forderung. Echtzeit heißt z.B. die Abfrage von Sensoren im Mikro- oder Millisekundenbereich. Die zeitliche Synchronisation gewährleistet in der Automatisierung die exakte Koordination von Bewegungsabläufen zwischen Feldgerät und der Steuerung. Während das Echtzeitproblem aus den Anfängen des Industrial Ethernet heute keine Hürde mehr darstellt, rücken andere Anforderungen in den Fokus: Für den Endanwender ist auch die Netzwerksicherheit von Industrial Ethernet-Netzwerken bedeutend. Die steigende Vernetzung von Produktion und Office sowie die Nutzung des Internet als günstiges Weitverkehrsnetz brachten auch das Problem Netzwerksicherheit in diesen Bereich. Industrietauglichkeit Die Ethernet-Kommunikation ist im privaten Bereich sowie in der unternehmerischen Bürowelt akzeptiert. Der verstärkte Einsatz in der industriellen Umgebung erfordert völlig neue Anforderungen an die Robustheit und Zuverlässigkeit, nicht nur für die Geräte, sondern auch für Kabel und Steckverbinder. Das industrielle Umfeld, mit elektrischen Anlagen, Maschinen, Schmutz und Beschädigungsgefahren, verlangt eine verstärkte Betrachtung der Gebrauchsbedingungen. Es gibt heute zahlreiche industrietaugliche Ethernet-Komponenten, wie z.B. Steckverbinder in den Schutzklassen IP65 und IP67. Dadurch, dass die Teilnehmer beim Ethernet eine MAC-Adresse und eine IP-Adresse sowie einen Namen erhalten, steigt der Inbetriebnahmeaufwand. Für die Teilnehmer z.B. beim Interbus-System ist dies nicht notwendig. Fazit Es ist eine wachsende Akzeptanz von Industrial Ethernet in der Industrieautomation zu beobachten. Die grundlegend unterschiedlichen Anforderungen der Endanwender und der rasante Fortschritt der Technik lässt kaum Spielraum für die Schaffung eines Standards oder führt schnell zu deren Veralterung. Müssen große Datenmengen übertragen werden, hat Industrial Ethernet Systemvorteile gegenüber allen herkömmlichen Feldbussystemen. Signifikant ist mittlerweile der hohe Anteil an Antriebskomponenten, die einen direkten Anschluss an Ethernet bieten. Industrial Ethernet hat die Leistungsfähigkeit der industriellen Kommunikation deutlich erhöht. Die Anwendungen profitieren davon. Mit zunehmender Dezentralisierung entstehen auch auf der Feldebene immer intelligentere Geräte. Die Anbindung dieser Geräte an die Leitebene erlaubt völlig neue Möglichkeiten, z.B. in der Produktionssteuerung oder in der Wartung. Ein gemeinsames Medium Industrial Ethernet ermöglicht den Geräten aus dem Feldbereich den Anschluss an die Welt der Leitebene. Und das leisten heute alle Industrial Ethernet-Deriate. (hsc)