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Industrielle Automation 1/2016

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Industrielle Automation 1/2016

INDUSTRIELLE

INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION I STATEMENT Klassische Kommunikationssysteme im Wandel Warum das standardisierte OPC UA Sercos-Informationsmodell vielversprechend ist - ein Kommentar von Peter Lutz bestehende Feldbus-/Industrial-Ethernet- Systeme nur dort ersetzen, wo keine hohen zeitlichen und deterministischen Anforderungen an die Kommunikation bestehen. Zum anderen legt OPC UA nur fest, wie Daten beschrieben und ausgetauscht werden. Die eigentliche Bedeutung der Daten (Semantik) ist nicht festgelegt. Kommunikation zwischen Feldgeräten in Echtzeit Aus den vorhergenannten Gründen ergibt sich ein vielversprechender Ansatz daraus, die von den Feldbussen und Echtzeit- Ethernet-Systemen definierten Profile und Dienste auf OPC UA abzubilden. Damit stehen Prozess- und Gerätedaten einheitlich und herstellerübergreifend nicht nur lokal über die verschiedenen Feldbussys teme, Bei klassischen, auf Ethernet basierenden Kommunikationsprotokollen stehen Performance und Echtzeitcharakteristik häufig unter einem negativen Einfluss. Mit der OPC UA-Technologie und der Multiprotokoll-Eigenschaft des Sercos-Übertragungsverfahrens ist dagegen ein störungsloser Informationsaustausch realisierbar. Peter Lutz ist Geschäftsführer der Sercos International e.V. in Süssen Die Kombination von OPC UA und Sercos erlaubt einen durchgängigen Zugriff auf prozess- und produktionsrelevante Informationen, herstellerübergreifend und über Netzwerkgrenzen hinweg. Der Anwenderwunsch nach einer firmenübergreifenden Vernetzung und einem durchgängigen Zugriff auf produktionsrelevante Daten auf die Geräte der Feldebene wird durch die heterogene Buslandschaft in der Automation und fehlende, busübergreifende Standards erschwert. Zwar verwenden immer mehr Hersteller Industrial-Ethernet- Lösungen. Doch auch wenn die technischen Vorteile auf der Hand liegen, machen sie funktionierende Systeme auf Basis der traditionellen Feldbusse nicht automatisch obsolet. Darüber hinaus gibt es eine ganze Reihe konkurrierender Kommunikationsprotokolle, die zwar allesamt auf Ethernet basieren, aber in Bezug auf das Kommunikationsprotokoll und die eingesetzten Geräteprofile nicht kompatibel sind. Hinzu kommt, dass die meisten Kommunikationsprotokolle in einer gemein samen Netzwerk-Infrastruktur nicht koexistieren können, ohne dass deren Performance und Echtzeitcharakteristik negativ beeinflusst werden. Von der Unternehmensbis zur Feldebene Mit der OPC Unified Architecture (OPC UA) Technologie etabliert sich nun ein universeller Kommunikationsstandard, der es erlaubt, Systeme von der Unternehmensebene bis hin zur Steuerungs- oder Feldebene miteinander zu vernetzen. OPC UA kann nicht nur auf beliebigen Plattformen mit verschiedenen Programmiersprachen in Geräte integriert werden, sondern es können auch beliebig komplexe Systeme vollständig mit dem OPC UA-Informationsmodell beschrieben werden. Doch obwohl OPC UA faktisch ein Kommunikationsstandard ist, der sich von der Unternehmens-Ebene bis hinab zur Feldebene erstreckt, gibt es zwei wesentliche Einschränkungen. Zum einen kann OPC UA sondern auch über eine beliebige übergeordnete Netzwerkinfrastruktur via OPC UA zur Verfügung. Dass OPC UA sogar zum Informationsaustausch mit einzelnen Feldgeräten genutzt werden kann, ohne auf Echtzeit und schnelle Datenübertragung verzichten zu müssen, beweist die Multiprotokolleigenschaft des Sercos-Übertragungsverfahrens. Denn damit ist es möglich, OPC UA parallel zur Sercos-Echtzeitkommunikation zu übertragen. Ein OPC-Server kann somit direkt in ein Feldgerät (Antrieb, E/A-Station oder Sensor) integriert werden. Das OPC-Protokoll wird direkt zu dem jeweiligen Slave- Gerät durchgeroutet, ohne die Echtzeitcharakteristik zu beeinträchtigen. Die Kommunikationsfähigkeit zwischen einem OPC-Client und einem OPC UA-Server bleibt aufgrund des Übertragungsverfahrens (Koexistenz, kein Tunneln!) auch bei deaktivierter Sercos-Kommunikation vollkommen erhalten. www.sercos.de 38 INDUSTRIELLE AUTOMATION 1/2016

Schnittstelle dank Open Source jetzt auch für Safety- Anwendungen geeignet Die Open Source-Schnittstelle Biss von IC-Haus kann auch für Safety-Anwendungen genutzt werden. Das Protokoll und der Physical Layer bleiben für Biss Safety identisch und so für sicherheitsrelevante Anwendungen im SIL2-/SIL3-Bereich nutzbar. Biss Safety nutzt die protokollspezifischen Merkmale der Busstruktur und der CRC-Prüfsummenabsicherung für eine Black Channel-Übertragung. Die Schnittstelle ist busfähig und lässt sich als Sensor-Aktor-Schnittstelle leicht gegenüber Feldbussen abgrenzen. Der Datentransfer kann mit hoher Störsicherheit über eine Zweidrahtleitung erfolgen. Die Übertragungsraten werden von der Treiberelektronik bestimmt und erlauben kurze Zykluszeiten. www.ichaus.com Universal-Interfaces sorgen für reibungslose Übertragung Mit den Universal-Interfaces der Miface-Reihe ermöglicht der Systemelektronikanbieter Microsyst die problemlose Konvertierung zwischen Feldbus- und seriellen Schnittstellen. Dabei verfügt die Reihe je nach Modell über einen Wandler für die gängigen Standards Profinet, Profibus oder Ethernet, um die Protokolle entsprechend auf RS 232, 485 oder 422 zu übertragen. Nach dem Communicator- Prinzip werden hierfür die Daten der Feldbusse galvanisch getrennt und auf eine serielle Schnittstelle umgesetzt. Miface- Schnittstellen-Konverter sind durch ein robustes Aluminiumgehäuse geschützt und aufgrund der Hutschienenmontage auch für den Einsatz in Schaltschränken geeignet. Über frei zugängliche DIP-Schalter können unterschiedliche Funktionsparameter konfiguriert werden. Integrierte Status-LEDs zeigen jederzeit den aktuellen Betriebszustand an. Praktikabel und robust für die industrielle Verwendung konstruiert, sind diese Universal-Interfaces ein zuverlässiger „Übersetzer“ für eine Vielzahl von Anwendungsbereichen. Antennen mit minimierten PIM-Interferenzen Die Antennen der Reihe VenU PIM160 von PCTel weisen besonders niedrige passive Intermodulation- Werte von - 160 dBc auf. So sind PIM-Interferenzen auf ein Minimum beschränkt, was die Kapazität im Multi- Carrier-Netzwerk optimiert. Die Reihe umfasst zwei SISO- Antennen (Single Input, Single Output) und zwei MIMO-Modelle (Multiple Input, Multiple Output). Sie unterstützen 4G LTE und sind für die Deckenoder Wandmontage konzipiert. Alle Modelle sind mit Carrier-spezifischen Anschlussoptionen lieferbar. An Orten mit hohem Verkehrsaufkommen wie beispielsweise Sportstadien, Hochhäusern oder U-Bahn-Stationen werden hohe Kapazitäten benötigt. Verteilte Antennensysteme, die hier oft eingesetzt werden, bestehen aus zahlreichen Komponenten, die für PIM-Interferenzen verantwortlich sind. Die zunehmende Verwendung von den so gennanten MIMO-Geräten führt außerdem zu einer immer größeren Anfälligkeit. Entsprechend wichtig für hohe Durchsatzraten sind hier Komponenten mit guter PIM-Performance. www.microsyst.de www.pctel.com Sichere Zugriffskontrolle in modularer Ausführung Eine elektronische Zugriffsverwaltung für das industrielle Umfeld ist das Electronic-Key-System EKS von Euchner für eine sichere Zugriffskontrolle auf Prozesse und Software-Anwendungen. Es besteht aus einem Schlüssel, einer Schlüsselaufnahme und einer Schnittstellen-Elektronik. In modularer Ausführung ist die Elektronik getrennt von der Schlüsselaufnahme in einem Schnittstellen-Adapter untergebracht und kann z. B. im Schaltschrank montiert werden. Durch die Profinet-Schnittstelle kann das EKS in bestehende Systeme integriert werden. Die Schlüsselaufnahme kann in flache Bedienpanels mit Standard- Montagebohrungen von 22,5 mm Durchmesser eingebaut werden. Sie hat eine geschlossene und abgerundete Form und besteht aus hochmolekularem Kunststoff, sodass sie in hygienisch sensiblen Bereichen einsetzbar ist. ww.euchner.de

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