Industrial Ethernet

Den Durchblick bei industriellen Ethernet-Protokollen behalten

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Von Profinet ...

Profinet wird von wichtigen Industrieanlagen-Herstellern wie Siemens und GE in großem Umfang verwendet. Es gilt zwischen drei Klassen zu unterscheiden. Profinet Class A ermöglicht den Zugriff auf ein Profibus-Netzwerk per Proxy, ein überbrückendes Ethernet und Profibus mit einem Remote Procedure Call auf TCP/IP. Die Zykluszeit beträgt etwa 100 ms. Eingesetzt wird es hauptsächlich für Parameterdaten und zyklische E/A-Abläufe. Typische Anwendungen sind Infrastruktur- und Gebäudeapplikationen. Profinet Class B – auch als Profinet Real-Time (Profinet RT) bezeichnet – brachte ein softwarebasiertes Echtzeitkonzept und reduzierte die Zykluszeit auf rund 10 ms. Class B wird in erster Linie für die Fabrik- und Prozessautomatisierung verwendet. Profinet Class C als Isochronous Real-Time-Implementierung (Profinet IRT) erfordert besondere Hardware zur Verringerung der Zykluszeit auf unter 1 ms. Damit erhält das echtzeitfähige Industrial Ethernet hinreichend Performance für Bewegungs-/Achssteuerungs-Anwendungen.

... bis Profinet RT

Profinet RT eignet sich für SPS-ähnliche Anwendungen, während sich Profinet IRT in Bewegungssteuerungs-Anwendungen bewährt. Branch und Star sind die gängigen Topologien, die mit Profinet verwendet werden. Profinet setzt eine sorgfältige Topologieplanung voraus, damit das System die notwendige Performance erreicht.

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Powerlink im Fokus

Powerlink wurde ursprünglich von B&R entwickelt. Ethernet Powerlink setzt auf IEEE 802.3 auf, erlaubt daher die freie Auswahl der Netzwerk-Topologie und bietet Cross Connect- und Hot Plug-Features. Für den Echtzeit-Datenaustausch nutzt es einen Polling- und Zeitschlitz-Mechanismus. Ein Powerlink-Master (bzw. ‚Managed Node‘) kontrolliert die Zeitsynchronisation per Paket-Jitter im Bereich von einigen zehn Nanosekunden. Ein solches System eignet sich für sämtliche Arten von Automatisierungssystemen, von der Kommunikation zwischen verschiedenen SPS über die Visualisierung bis zur Achs- und E/A-Steuerung. Dank der Verfügbarkeit quelloffener Stack-Software sind die Hürden für die Implementierung von Powerlink recht niedrig. Hinzu kommt, dass CANopen zum Standard gehört, sodass einfache System-Upgrades von früheren Feldbus-Protokollen möglich sind.

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