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Zusammenführung von IT- und Echtzeitanforderungen

Multitalent Kommunikationsschnittstelle

Voraussetzung für die SmartFactory mit ihrer intelligenten und flexiblen Automation ist eine durchgängige Vernetzung und die Integration der Fertigungslinien in die industrielle IT. Leistungsfähige Kommunikationsfunktionen der Automatisierungsgeräte werden zur Schlüsselfunktion. Doch wie lassen sich die steigenden Anforderungen hinsichtlich IT-Funktionen und Echtzeitverhalten an die Kommunikationsschnittstelle lösen?

Bild: HMS Industrial Networks GmbHBild: HMS Industrial Networks GmbH

Artikelserie: Zukunftsfähig vernetzen

SPS-MAGAZIN 9/2018: In der Maschine (Teil 1)

SPS-MAGAZIN 10/2018: In der Anlage (Teil 2)

SPS-MAGAZIN 11/2018: Standortübergreifend (Teil 3)

Die Welt der industriellen Kommunikation wird immer komplexer. Ohne eine leistungsfähige Kommunikationsschnittstelle lassen sich Automatisierungsgeräte nicht in moderne Automatisierungskonzepte wie Industrie 4.0 und das Internet der Dinge einbinden. Automatisierungsgeräte müssen heute wahlweise Feldbusse oder Industrial-Ethernet-Standards unterstützen, denn Feldbusse haben auch rund zehn Jahre nach Einführung von Ethernet noch einen sehr hohen Marktanteil in der Fabrikautomation. Aktuell zeichnet sich erneut ein Technologieumbruch ab, denn mit TSN gemäß IEEE802.1, MQTT und OPC UA schicken sich neue aus der IT-Welt stammende Protokolle an, das nahtlose Zusammenwachsen der IT-Systeme mit den Fertigungslinien zu ermöglichen. Ziel ist es, über ein Ethernet-Kabel die Prozessdaten - einschließlich der Safety-Signale in Echtzeit - sowie die für die industrielle IT relevanten Daten - einschließlich der Informationen für die Anbindung in die industriellen Cloudsysteme - zu übertragen. Neben den funktionalen Anforderungen wird der Schutz der Automatisierungsgeräte vor unberechtigten Zugriffen über das Netzwerk immer wichtiger und es gilt bereits auf der Feldebene Security-Maßnahmen in Hardware und Software beim Design der Kommunikationsschnittstelle zu berücksichtigen. Damit werden die Anforderungen immer vielfältiger und die Kommunikationsschnittstelle muss sich mehr und mehr zum Multitalent entwickeln.

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Ein Automatisierungsgerät, zwei IP-Adressen

Um alle Anforderungen zu erfüllen ist es heute gängige Praxis, ein Automatisierungsgerät mit zwei Netzschnittstellen auszustatten: Eine für die Prozessdatenübertragung über Industrial Ethernet oder Feldbusse und eine zweite Schnittstelle für Abwicklung der auf TCP/IP-basierten IT-Funktionen wie Visualisierung, Parametrierung, Diagnose und Qualitätsdatenerfassung. Dadurch ist ein Automatisierungsgerät mit Industrial-Ethernet-Schnittstelle oftmals mit zwei IP-Adressen im Netzwerk vertreten. Bei diesem Ansatz entstehen höhere Entwicklungs- und Hardwarekosten sowie zusätzliche Aufwendungen für die Verwaltung und Netzwerkplanung.

HMS Industrial Networks GmbH

Dieser Artikel erschien in SPS-MAGAZIN 10 2018 - 05.10.18.
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