Industrial Ethernet

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Industrial Ethernet ist der Oberbegriff für alle Bestrebungen, den Ethernet-Standard für die Vernetzung von Geräten, die in der industriellen Fertigung eingesetzt werden, nutzbar zu machen.

Da Firmen üblicherweise bereits über ein Ethernet-LAN für die Vernetzung der Mitarbeiter-PCs verfügen, ist es mit Industrial Ethernet möglich, in das vorhandene LAN die Geräte mit einzubeziehen, die für die Steuerung und Kontrolle von Produktionsprozessen benötigt werden.

Im Rahmen von Industrial Ethernet werden Switches, Hubs und Medienkonverter geschaffen, die an industrielle Umgebungsbedingungen angepasst sind. Dazu gehören insbesondere die Befestigung auf einer 35mm DIN Hutschiene (Tragschiene), Gleichstrom Spannungsversorgung (in der Regel 24 V DC), ein erweiterter Betriebstemperaturbereich, eine erhöhte Schutzart (Schutz gegen Staub, Spritzwasser usw.), Rüttelfestigkeit und vielfach auch besondere Vorkehrungen zur Ausfallsicherheit.

Für die hohen Echtzeitanforderungen mit isochronen Zykluszeiten von weniger als 1 ms (z.B. für Motion Control Anwendungen) werden spezielle Protokolle definiert, die durch Hardware und spezielle Topologien unterstützt werden. Systeme wie SERCOS III, SafetyNET p, VARAN, Profinet, EtherNet/IP, Ethernet Powerlink oder EtherCAT erreichen bereits Buszyklen von rund 100 µs.

Da die Netzwerkverbindung im industriellen Umfeld häufig von Maschine zu Maschine in Reihe erfolgt, werden Industrial Ethernet Netze oftmals in einem Ring realisiert. Dadurch kann ein Störfall auf maximal einen Switch beschränkt werden. Fällt eine Leitung aus, kann das Netzwerk vollständig weiterarbeiten. Die Netzwerktrennung im Ring erfolgt entweder durch Rapid Spanning Tree oder durch ein nicht standardisiertes Protokoll, das eine schnellere Reaktionszeit ermöglicht.

Potentialfreie Meldekontakte ermöglichen eine schnelle Fehlererkennung. Über das Management kann ebenfalls das Netzwerk überwacht werden und ggf. eine Benachrichtigung des Operators erfolgen.

Trotz vieler Bemühungen hat man es nicht geschafft, einen einheitlichen Standard zu definieren, der es ermöglicht, Geräte verschiedener Systeme gemeinsam zu betreiben. Durch die höheren Bandbreiten werden Feldbussysteme nach EIA-485 trotz wesentlich höherer Kosten in einzelnen Anwendungen durch Industrial Ethernet ersetzt.

[Bearbeiten] Literatur

• Arndt Lüder, Kai Lorentz (Hrsg.): IAONA Handbook Industrial Ethernet. Industrial Automation Open Networking Alliance e.V., 150 S., Magdeburg, 2005, ISBN 3-00-016934-2
• Alexander Bormann, Ingo Hilgenkamp: Industrielle Netze / Ethernet-Kommunikation für Automatisierungsanwendungen. 300 S. mit CD-ROM, ISBN 3-7785-2950-1.
• Mark Metter, Rainer Bucher: Industrial Ethernet in der Automatisierungstechnik. 2. wesentlich überarb. u. erw. Auflage, 2007, ISBN 978-3-89578-277-0.

[Bearbeiten] Weblinks

• Industrial Automation Open Networking Alliance e.V. (englisch)
• Echtzeit-Ethernet in der Industrieautomation
• Industrial Ethernet im Überblick
• Lammermann.eu: Ethernet as a Real-Time Technology (englisch)