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Industrielle Automation 6/2018

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Industrielle Automation 6/2018

Wandel zum

Wandel zum informationsorientierten Portfolio MIT PROFINET IN DIE ZUKUNFT Im Industrie 4.0-Kontext wird die industrielle Kommunikation immer bedeutender. Dabei wird sichtbar, dass sich die strategische Ausrichtung von PI von einem kommunikationsbezogenen hin zum informationsorientierten Technologieportfolio entwickeln muss. Im Zuge einer zielgerichteten Industrie 4.0 gerechten Weiterentwicklung von PROFINET betrifft dies nicht nur Themen wie Semantik, Informationsmodelle und Security. Von Anfang an basiert PROFINET auf Ethernet, was einer der Grundpfeiler für den Erfolg ist. Die damit einhergehende Offenheit muss bestehen bleiben, und dies kann nur gewährleitet werden, wenn PROFINET der Entwicklung von Ethernet folgt. Der feste Eckpfeiler der TSN- Strategie ist, dass in der Feldebene PROFINET auch mit unterlagertem TSN arbeiten wird. Die Anwendersicht bleibt dabei unverändert, wozu insbesondere Zugang zu Daten, Diagnose aber zu auch Profilen wie PROFIsafe gehören. TSN wird neben RT/IRT für PROFINET einen zusätzlich möglichen Layer 2-Zugang zu einem konvergenten Ethernet-TSN-Netzwerk bieten. Ziele der Integration von TSN in PROFINET sind zum einen die Details von den umfangreichen Features von TSN auszuwählen, die einen optimalen Nutzen bringen. Zum anderen aber die Festlegung von skalierbaren auf die jeweilige Anforderung zugeschnittenen Gerätefunktionen. 2-LEITER ETHERNET FÜR PROFINET Während die IEEE eine Reihe von neuen Standards für Ethernet ab Layer 2 bereitgestellt hat, wurden mit den Arbeiten der IEEE 802.3cg Task Force ein Projekt für einen neuen Ethernet Layer 1 Standard gestartet. Die heutigen Ethernet Standards (z. B. 100/1000BA- SE-T) erfüllen nicht alle Anforderungen zur Anbindung der Prozesssensorik bzw. -aktorik im Feld. Hierzu gehören insbesondere eine 2-Leiter basierte Kommunikation für größere Distanzen für bis zu 1.000 m Segmentlänge sowie eine Energie-Versorgung der Sensorik bzw. Aktorik auf dem 2-Leiter parallel zur Kommunikation gehören. Damit zukünftig Lösungen verfügbar sind, die auch diese Anforderungen erfüllen, wurde in der IEEE die 802.3cg Task Force eingerichtet. Ziel ist die Bereitstellung eines Standards für eine Datenrate von 10Mbit/s für Full Duplex Kommunikation über eine 2-Draht-Leitung mit optionaler Energieversorgung der angeschlossenen Endgeräte über die 2-Draht-Leitung (Power over Data Line). Mit dem Ergebnis der IEEE-Arbeiten können ASIC-Hersteller einen Ethernet PHY entwickeln, der in den genannten und weiteren Domänen eingesetzt werden kann. Die Besonderheiten des Explosionsschutzes in der Prozessautomatisierung werden allerdings in der IEEE nicht ausreichend berücksichtigt. Daher hat PI in Kooperation mit den beiden Organisationen ODVA und Field- Comm Group das Projekt Advanced Physical Layer (APL) aufgesetzt, mit dem Ziel, eine Lösung für solche entsprechende Erweite- NETX 90 ...IT'S ALL YOU NEED! Kleinster Multiprotokoll SoC mit zusätzlichem Cortex-M4Applikationsprozessor Integrierte Security-Funktionen für sichere Feld- und Cloud-Konnektivität Unterstützt alle Industrial Ethernet-, Feldbus- und IIoT-Standards ON SALE NOW! Energieeffizienter SoC mit geringster Verlustleistung 6 PI-Magazin Besuchen 2/2018 Sie uns auf der SPS IPC Drives 2018, Halle 5 Stand 120 www.hilscher.com/netX90

Mechanismen können die Anwender die Anforderungen in dieser Ebene einfacher und schneller erfüllen. Das funktioniert in den meisten Fällen bereits schon auf Basis des seit Jahren verfügbaren TCP/IP-Protokolls, das koexistent in PROFINET-Netzen betrieben werden kann. Durch den Einsatz neuer Mechanismen in OPC UA, wie Pub/Sub und TSN, erhalten solche Netze zusätzliche leistungssteigernde Eigenschaften, insbesondere das Echtzeitverhalten betreffend. Besuchen Sie uns auf der Messe · 27.-29.11.2018 Halle 5, Stand 110 5-7: Session/ Presentation/ Application Layer 4: Transport Layer 3: Network Layer 2: Data Link Layer 1: Physical Layer PROFINET Architektur mit TSN und APL rungen für IEEE 802.3cg unter Berücksichtigung der Anforderungen der NAMUR zu erarbeiten. Elf Industriepartner beteiligen sich aktiv an dem Projekt. Auf der Basis von APL kann das Industrial Internet of Things bis zu den Feldgeräten im explosionsgefährdeten Bereich ausgerollt werden. HORIZONTALE M2M UND VERTIKALE KOMMUNIKATION Bezüglich der Kommunikation zwischen verschiedenen Steuerungen (siehe Beitrag auf S. 4) und vertikal nach oben hat sich OPC UA als der geeignete Standard herauskristallisiert. Dank Objektorientierung, einfacher Darstellung aber auch integrierter Security- Ethernet PROFINET services (IO, alarms, records, etc.) Die Übergänge von PROFINET zu OPC UA erfordern eine Standardisierung der Datenformate. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt im Rahmen der Kooperation von PI mit der OPC Foundation mit dem Ziel der Erarbeitung einer OPC UA PROFINET Companion Specification, in der ein OPC UA Information Model zur Darstellung des standardisierten Objektmodells (Object Dictionary) von PROFINET definiert wird. AUSBLICK TCP IP RT/IRT IEEE Ethernet PHY APL Frontend TSN Die aktuellen Themen sind so ausgerichtet, dass PROFINET auch in Zukunft auf Standards der IT-Technologie setzt und gleichzeitig die harten Echtzeitanforderungen der Automatisierung erfüllt. Ziel von PI ist, PROFINET auf ein zukunftsfähiges Fundament für Industrie 4.0 zu setzen und so zu innovieren, dass die neu aufkommenden Geschäftsmodelle realisiert werden können und damit Mehrwerte für die Industrie generiert werden. Dr. Peter Wenzel, PROFIBUS Nutzerorganisation e.V. PROFIBUS/PROFINET Multinetzwerk Connectivity Anybus X-gateway • Über 250 Netzwerkkombinationen für Feldbus und Industrial Ethernet • Einfache Konfiguration – ohne Programmierung! Anybus CompactCom • Embedded Netzwerk- Interface als Chip, Brick oder Modul • Einheitliche Anwenderschnittstelle, unabhängig vom Netzwerktyp Anybus Wireless Bridge • Mobiler Systemzugang über Bluetooth oder WLAN • Drahtlose Kopplung von Netzwerken INpact PC-Interfaces • Für PC-basierte Mess-, Visualisierungs- und Service-Anwendungen HMS Industrial Networks GmbH Emmy-Noether-Str. 17 · 76131 Karlsruhe +49 721 989777-000 · info@hms-networks.de www.anybus.de · www.ixxat.de PI-Magazin 2/2018 · www.ewon.biz 7

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