Ethernet Wie sich die Kommunikation in der Automation verändert

Dipl.-Ing. Martin Müller, Leitung Marketing in der Business Unit Automatisierung, Phoenix Contact über das Thema Kommunikation in der Automatisierung mittels Bustechnologien.

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Als vor 20 Jahren die Feldbussysteme die bis dahin vorherrschende parallele Verdrahtung der Sensoren und Aktoren ablösten, hat niemand vorausgesehen, wie stark sie die Automatisierung verändern würden. Heute sind die verschiedenen Standards - wie Interbus oder Profibus - das Rückgrat nahezu jeder Automatisierungs-Anwendung. Sie tragen dazu bei, die Produktivität im Maschinen- und Anlagenbau nachhaltig zu steigern. Mit Hilfe der Feldbussysteme können Anlagen schneller in Betrieb genommen werden. Während des Betriebs bietet die integrierte Diagnose hervorragende Möglichkeiten, um die Anlagen zu warten, bevor sie ausfallen.

Ethernet verändert die Automatisierungstechnik

Seit einigen Jahren vollzieht sich ein weiterer Wandel in der Automatisierungstechnik, denn neben den Feldbussystemen wird zunehmend Ethernet eingesetzt, um die Peripherie mit der Steuerungstechnik zu verbinden. Ethernet ist durch seine Leistungsfähigkeit in der Lage, über ein Kabel sowohl die Anforderung nach hoher Performance und Determinismus als auch den Wunsch nach einer offenen Schnittstelle zu Office-Systemen zu erfüllen.

So werden über Ethernet neben Standard-Protokollen wie HTTP, FTP oder SNMP auch automatisierungsspezifische Protokolle wie Profinet übertragen. Damit erschließen sich neue Möglichkeiten in der Fabrikebene: Einfache E/A-Module leiten zum Beispiel ihre Prozessdaten über Profinet und ihre Diagnose-Informationen über SNMP weiter, während sie sich gleichzeitig den eigenen Status über eine integrierte Webseite anzeigen lassen können.

Mit Hilfe der Switch-Technologie sind Ethernet-basierende Systeme frei in der Topologie-Wahl und beim Einsatz der verschiedenen Übertragungsmedien. Mechanismen wie das Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) mit Fast Ring Detection ermöglichen den Aufbau von redundanten Automatisierungs-Systemen und erhöhen so die Ausfallsicherheit.

Kommerzielle Technologien halten Einzug in die Industrie

Der Wandel in der Automatisierungstechnik gründet sich nicht allein auf die Nutzung von Ethernet. Mit dem Standard halten eine Reihe neuer Technologien aus dem kommerziellen Umfeld Einzug in die Industrie. So ermöglicht beispielsweise das Link Layer Discovery Protocol (LLDP), das für die IP-Telefonie eingesetzt wird, die Erkennung von Netzwerk-Topologien und verbessert so die Diagnose entscheidend.

Funkgestützte Übertragungssysteme wie WLAN oder Bluetooth fügen sich nahtlos in Ethernet-basierende Systeme ein, so dass die Signale von Sensoren und zu Aktoren drahtlos in mobilen oder temporär installierten Anwendungen übertragen werden können. Hierdurch lassen sich ebenfalls erhebliche Kosteneinsparungen erzielen und die Flexibilität der Automatisierungs-Systeme erhöhen.

Während in der Vergangenheit Kommunikations-Systeme speziell für die industrielle Anwendung entwickelt worden sind, lassen sich heute Informationstechnologien (IT) wie PC, Windows oder Ethernet mit seinen verschiedenen Protokollen sowie Web-Technologien und Wireless-Übertragungssysteme einfach und kostengünstig in Maschinen und Anlagen einsetzen. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von IT-powered Automation, denn die klassische Automatisierungstechnik erschließt sich neue Möglichkeiten und Anwendungsgebiete durch den Einsatz von IT in der industriellen Anwendung.

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