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www markttechnik de Nr 29–30 2023 26 Special|50 Jahre Ethernet gitalisierung und Anwendung industrieller IT-Systeme konnten die Industrial-Ethernet-Systeme gegenüber den Feldbussen mit einem wesentlichen Vorteil punkten Während Feldbusse aus Performance-Gründen nur ein einziges Protokoll über ein Kabel übertragen können ist es mit Industrial Ethernet und dem Einsatz der aus der IT-Welt kommenden TCP IP-Protokolle möglich mehrere Protokolle gleichzeitig über ein und dasselbe Kabel zu übertragen Mit 100-Mbit s-Ethernet steht genügend Performance zur Verfügung um Komfortfunktionen wie geräteinterne Websites Firmware-Updates und große Mengen qualitätsrelevanter Daten ohne Verletzung der Echtzeitanforderungen über dasselbe Kabel zu übertragen Der zunehmende Datenhunger industrieller IT-Systeme hat wesentlich zur Etablierung von Industrial Ethernet beigetragen und bei neuen Installationen setzen Automatisierer heute meist auf Industrial Ethernet Auch die Vernetzung von Maschinen mit SCA-DA-Systemen ist ein typischer Anwendungsfall für Industrial Ethernet Schmidt Profibus war damals – und ist es bis heute – als klassischer Feldbus etabliert Er erfüllt alle industriellen Anforderungen an Robustheit und Zuverlässigkeit Allerdings wurde damals mehr und mehr die Anbindung von Anlagen überlagerten Systemen und höherwertigen Maschinen verlangt Hier war ein höherer Datendurchsatz erforderlich Ethernet wie es im Büroumfeld eingesetzt wurde konnte jedoch die Anforderungen einer rauen Industrieumgebung wie Robustheit Verfügbarkeit und einfache Installation nicht erfüllen Als vor etwa 20 Jahren Ethernet auch als Feldbuskommunikation ermöglicht wurde nutzte die PI-Community den wesentlichen Architekturvorteil und etablierte Profinet Damit war die Parallelität von Echtzeit-I O-Daten und etablierten TCP IP-Protokollen möglich Die Offenheit für weitere Protokolle ist einer der entscheidenden Vorteile von Profinet Heute können die Feldgeräte I O-Daten in der nötigen Echtzeit mit einer Steuerung austauschen und das jeweils passende Protokoll ohne aufwendige Zusatzmethoden mit PCs oder anderen Systemen abfahren Dieses Grundprinzip ist und wird mit Industrie 4 0 und der Digitalisierung der Industrie noch wichtiger weil so ein freier und unabhängiger Zugriff möglich ist Wo sehen Sie die Position von Industrial Ethernet gegenüber anderen drahtgebundenen und drahtlosen Kommunikationstechniken? Döring Feldbusse sind im Hinblick auf Performance und übertragbare Datenmenge limitiert Auch neue Anforderungen wie die Datenübertragung per Funk oder Anbindung der Fertigung an IT Cloud-Systeme sind mit ihnen nicht umsetzbar Ganz anders Industrial Ethernet Weil es auf dem klassischen Ethernet mit TCP IP-Protokoll aufsetzt bietet es dieselben Vorteile und ist die Basistechnologie mit der sich die unterschiedlichsten Kommunikationsanforderungen der Industrie erfüllen lassen Es unterstützt verschiedene Übertragungsmedien sodass es die Datenübertragung nicht nur über Kabel sondern auch per Funk ermöglicht Durch die nahe Verwandtschaft zum Standard-Ethernet ist mit Industrial Ethernet eine nahtlose Kommunikation von der Fertigung bis in die industriellen IT-Systeme und Cloud-Anwendungen möglich Und es ist eine zukunftssichere Technologie mit der neue Anforderungen an die industrielle Infrastruktur wie Gbit s-Kommunikation deterministische Kommunikation via TSN und auch Datenkommunikation über 5G realisierbar sind In neuen Installationen wird Industrial Ethernet zunehmend zum Standard und ersetzt Feldbusse mehr und mehr Für Industrial Ethernet sprechen auch die Flexibilität mit der sich neue Geräte leichter integrieren lassen die einfachen Infrastrukturen über ein einheitliches Medium mit denen auch Sternund Linientopologien möglich sind und nicht zuletzt die große Zuverlässigkeit die für eine robuste Datenkommunikation unabdingbar ist Schmidt Wir sind davon überzeugt – und diverse Studien bestätigen dies – dass Industrial Ethernet weiterwächst Dies gilt auch für klassische Feldbusse allerdings flacht sich deren Wachstumskurve ab Sind Sensor-Aktor-Busse in der Lage mehr zusätzliche Daten zu übertragen werden auch sie neue Märkte erobern was man derzeit bei IO-Link sieht Zum »Abtransport« dieser Daten in Edge und Cloud sind wiederum OPC UA und oder MQTT und andere Technologien wie JSON erforderlich Für Anwender und Hersteller hat dies nur Vorteile so können sie die optimale Lösung für ihre Applikation finden Industrial Ethernet das in der Mitte dieser Kette sitzt wird bei all diesen Applikationen eine große Rolle spielen und ist ein wesentlicher Faktor bei der Digitalisierung der Industrie Welche Rolle werden TSN OPC UA over TSN und OPC UA Field eXchange künftig spielen auch gegenüber den etablierten Industrial-Ethernet-Standards? Döring Nach unserer Einschätzung werden TSN OPC UA over TSN und OPC UA Field eXchange die Industrial-Ethernet-Standards in naher Zukunft nicht ablösen sondern ergänzen Großes Potenzial sehen wir bei TSN das sich als Standard für deterministische Kommunikation in unterschiedlichsten Anwendungen etablieren könnte Wie bei allen neuen Technologien muss außerdem eine gewisse Marktakzeptanz vorhanden sein Dies hängt vor allem davon ab wie groß die Vorteile für die Anwender sind TSNfähige Automatisierungsgeräte sind momentan noch Mangelware und ähnlich wie bei 5G wird es sehr lange dauern bis es eine große Marktdurchdringung geben wird Und das auch nur dann wenn nicht wieder neuere Technologien auf den Plan treten die noch mehr Kommunikationsherausforderungen lösen können als TSN Schmidt TSN ist eine in der IEEE standardisierte Möglichkeit Echtzeit-Anwendungen mit verschiedenen Service-Levels zu integrieren Zusammen mit vielen anderen Organisationen hat PI eine Auswahl der Detailfunktionen und Integration von TSN vorangetrieben sodass diese Technologie zu den heute bewährten Methoden zusätzlich möglich ist Für eine Controllerzu-Controller-Kommunikation ergibt sich mit OPC UA eine weitere Möglichkeit mit dem Schwerpunkt der Objektorientierung Nun geht es darum diese Ansätze in die Umsetzung und in die Praxis zu bringen Und hier müssen die neuen Thilo Döring HMS Networks „ Der Traum aller Anwender einen einheitlichen industriellen Kommunikationsstandard zu haben wird wohl weiterhin ein Traum bleiben “ Xaver Schmidt PNO „ Heute ist eine Welt ohne Industrial Ethernet undenkbar “