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Industrial Ethernet Den Durchblick bei industriellen Ethernet-Protokollen behalten

| Autor / Redakteur: Zhihong Lin, Srik Gurrapu, Stephanie Pearson / Reinhard Kluger

Industrial-Ethernet-Protokolle gibt es zahlreiche. Es besteht wachsender Bedarf an einer einheitlichen Hard- und Softwareplattform. Diese sollte für mehrere Standards geeignet sein und Voraussetzungen für die industrielle Kommunikation mitbringen. Der folgende Artikel gewährt detaillierte Einblicke in mehrere Industrial Ethernet-Protokolle.

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Die Prozessoren für die Ethernet-Kommunikation müssen die Voraussetzungen Echtzeitfähigkeit, Determinismus und kurze Latenzzeiten erfüllen.
Die Prozessoren für die Ethernet-Kommunikation müssen die Voraussetzungen Echtzeitfähigkeit, Determinismus und kurze Latenzzeiten erfüllen.
(ARM)

Um wettbewerbsfähig und erfolgreich zu bleiben, setzen viele Unternehmen zunehmend auf ausgefeilte industrielle Automatisierungstechniken, mit denen sich Produktivität, Größeneffekte und Qualität maximieren lassen. Die zunehmende Vernetzung der Welt macht selbstverständlich vor den Fabriken nicht halt. Mensch-Maschine-Schnittstellen (Human Machine Interfaces – HMI), speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS), Motorregelungen und Sensoren müssen hier skalierbar und effizient vernetzt werden.

Ermöglicht höhere Übertragungsraten und größere Übertragungsdistanzen

In der Vergangenheit wurden viele industrielle Komponenten mithilfe verschiedener Feldbus-Protokolle wie etwa Controller Area Network (CAN), Modbus, Profibus und CC-Link vernetzt. In den letzten Jahren allerdings wurde das so genannte Industrial Ethernet immer beliebter. Es ermöglicht höheren Übertragungsraten und größere Übertragungsdistanzen, und außerdem lassen sich mehr Knoten anschließen. Getrieben von den verschiedenen Industrieanlagen-Herstellern, sind mehrere Industrial Ethernet-Protokolle entstanden wie zum Beispiel EtherCAT, ProfiNET, Ethernet/IP, Sercos III und CC-Link, um nur einige zu nennen. Der folgende Artikel gewährt detaillierte Einblicke in mehrere Industrial Ethernet-Protokolle. Er widmet sich außerdem dem wachsenden Bedarf an einer einheitlichen Hard- und Softwareplattform. Diese muss für mehrere Standards geeignet sein und mit Echtzeitfähigkeit, Determinismus und kurzen Latenzzeiten die Voraussetzungen für die industrielle Kommunikation mitbringen.

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Komponenten der Industrieautomatisierung

Speicherprogrammierbare Steuerungen, HMI-Panels, Industrieantriebe und Sensoren sind die vier Hauptbestandteile industrieller Automatisierungslösungen. Dabei stellt die SPS gewissermaßen das Gehirn des Systems dar. Sie ist für die Relaisansteuerung, Achssteuerungen, Ein- und Ausgaben industrieller Prozesse sowie die dezentrale System- und Netzwerksteuerung zuständig. SPS werden nicht selten unter recht rauen Umgebungsbedingungen eingesetzt und sind somit neben Wärme, Kälte, Feuchtigkeit und Vibrationen weiteren extremen Einflüssen ausgesetzt. Gleichwohl müssen sie den anderen Komponenten des jeweiligen industriellen Steuerungssystems über zuverlässige Kommunikationsverbindungen präzise, deterministische Steuersignale liefern – und dies in Echtzeit.

HMI ist über Kommunikationsverbindungen vernetzt.

Das HMI fungiert als grafische Benutzeroberfläche für die industrielle Steuerung. Es bietet die Möglichkeit zur Befehlseingabe und liefert Rückmeldungen zum Steuern der Industriemaschinen. Das HMI ist über Kommunikationsverbindungen mit den übrigen Teilen des Systems vernetzt.

Industrieantriebe sind Motorregelungen, die einen Motor in optimaler Weise ansteuern. Sie werden in den unterschiedlichsten Anwendungen eingesetzt und sind für verschiedenste Spannungs- und Leistungsbereiche verfügbar. Neben Gleich- und Wechselstromantrieben gibt es auch Servoantriebe, die mit Rückmeldesystemen das Verhalten und die Leistungsfähigkeit von Servomechanismen regeln und anpassen.

Effiziente industrielle Automatisierungssysteme

Sensoren sind gewissermaßen die Sinnesorgane des Automatisierungssystems. In Echtzeit überwachen sie die Einsatzbedingungen und nehmen Inspektionen und Messungen vor. Als integrale Bestandteile des Automatisierungssystems liefern sie Triggersignale und Rückmeldungen für die Steuerung.

Die Kommunikation schließlich bildet das Rückgrat aller Komponenten für effiziente industrielle Automatisierungssysteme.

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