Vernetzung

Die Schnittstelle der Zukunft

A_Die Schnittstelle der Zukunft
© HMS Industrial Networks

Eine Smart Factory fordert eine durchgängige ­Vernetzung und die Integration der Fertigungslinien in die industrielle IT. Hierfür sind Automatisierungsgeräte mit leistungsfähigen Kommunikationsfunktionen nötig. Welche Anforderungen ­müssen die Geräte erfüllen? Ein Ausblick.

1_Marktanteile der industriellen Netzwerke
Bild 1: Marktanteile der industriellen Netzwerke: Die Studie beinhaltet Einschätzungen von HMS für 2018 auf Basis neu installierter Knoten im Jahr 2017 im Bereich der Fabrikautoma­tion. Ein Knoten ist definiert als eine Maschine oder ein Gerät, das mit einem industriellen Netzwerk verbunden ist.
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Die erste Generation der Feldbus-Technik wurde in den 1980er-Jahren entwickelt und die Anforderung an ein Automatisierungsgerät war, dass es seine Prozessdaten über verschiedene Feldbusse wie Profibus, Interbus, CAN oder Devicenet übertragen konnte. Mit den Echtzeit-Ethernet-Protokollen wie Profinet, Ethercat und Ethernet/IP folgte in den 2000er-Jahren die zweite Generation der industriellen Netzwerke, die zusätzlich und simultan zu den Prozessdaten weitere Informationen über die aus der IT-Technik stammenden TCP/IP-Protokolle auf demselben Kabel übertragen konnten. Automatisierungs­geräte müssen seither wahlweise Feldbusse oder Industrial-Ethernet-Standards unterstützen, denn Feldbusse haben auch rund zehn Jahre nach Einführung der Ethernet-Technologie noch einen sehr hohen Marktanteil in der Fabrikautomation (Bild 1).

Aktuell zeichnet sich erneut ein Technologie-Umbruch ab: Mit TSN (Time Sensitive Networking) gemäß IEEE 802.1, MQTT und OPC UA schicken sich neue, aus der IT-Welt stammende Protokolle an, das nahtlose Zusammenwachsen der IT-Systeme mit den Fertigungslinien – die IT/OT-Integra­tion – zu ermöglichen. Ziel ist es, über ein einziges Ethernet-Kabel die Prozessdaten – einschließlich der sicheren Signale (Safety) in Echtzeit – sowie die für die industrielle IT relevanten Daten – einschließlich der Informationen für die Anbindung in die industriellen Cloud-Systeme – 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 an die Kommunikationsschnittstelle eines Automatisierungsgeräts vielfältiger und die Kommunikationsschnittstelle mutiert mehr und mehr zum Multitalent. 


  1. Die Schnittstelle der Zukunft
  2. Gängige Praxis: Ein Gerät, zwei IP-Adressen
  3. Die All-In-One Lösung
  4. Die Splitted-Operation-Lösung
  5. TSN bringt neue Herausforderungen
  6. TSN einfach nachrüsten
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